Titel: | Ueber Glühkörper für elektrische Glühlampen und ihre Entwickelung. |
Autor: | Fr. Schüler |
Fundstelle: | Band 311, Jahrgang 1899, S. 158 |
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Ueber Glühkörper für elektrische Glühlampen und
ihre Entwickelung.
Von Fr. Schüler,
Ingenieur.
(Schluss des Berichtes S. 93 d. Bd.)
Ueber Glühkörper für elektrische Glühlampen und ihre
Entwickelung.
Zu der nächsten Gruppe der aus einem Leiter und einem Nichtleiter bestehenden
Glühkörper gehören diejenigen, bei welchen die Nichtleiter möglichst tief in den
Leiter eindringen sollen. Als Träger des Nichtleiters eignen sich deshalb besonders
Faserstoffe. So will z.B. Buchner (D. R. P. Nr. 25448)
einen Kohlefaden auf chemischem Wege mit einem nichtleitenden unschmelzbaren Körper,
vorzugsweise den Oxyden oder Silikaten des Calciums, Aluminiums, Zirkons, Berylls
oder verwandter Metalle überziehen. Buchner bringt
einen Baumwollfaden in eine feuerfeste Kammer, die evakuiert und zugleich schwach
erhitzt wird, um alle Luft aus den Poren des Fadens auszutreiben. Dann wird in die
Kammer unter hohem Druck eine erhitzte, gesättigte Lösung eines Salzes der genannten
Metalle eingelassen, die tief in die Poren des Fadens eindringt. Nachdem die Lösung
wieder abgelassen ist, wird die Kammer nach schwachem Erwärmen mit der Lösung eines
Hydroxydes oder Karbonates der Alkalimetalle unter hohem Druck gefüllt oder feuchtes
gasförmiges Ammoniak eingelassen. Hierdurch wird das in den Poren befindliche Salz
in unlösliches Hydroxyd oder Karbonat umgewandelt, während gleichzeitig lösliches
Alkalisalz entsteht, welches durch Auswaschen leicht zu entfernen ist. Nach dem
Trocknen wird die Kammer unter gleichzeitigem Evakuieren zum Glühen erhitzt, so dass
der Baumwollfaden verkohlt und endlich das Oxyd zur Weissglut gebracht, um der Hülle
eine grössere Festigkeit zu geben. Selbst eine sehr dünne Hülle soll den Faden
vorzüglich schützen, durch Verstärkung derselben soll es sogar möglich sein, einen
Glühkörper zu schaffen, der in freier Luft brennen kann. Die Vermehrung der
Lichtstärke gibt Buchner auf 70 % an.
W. J. L. Hamilton (Englisches Patent Nr. 2850/1883)
imprägniert seine vorzugsweise aus Holz bestehenden Fäden vor dem Tränken auf
bekannte Weise mit fein zerteiltem Platin. Nach seinen Angaben eignen sich zum
Tränken besonders Lösungen von Salzen des Calciums, Baryums, Strontiums und
Magnesiums, jedoch nicht die Chloride dieser Metalle. Der Faden wird in die Lösung
eingetaucht, in Graphitpulver geglüht und in Kohlenwasserstoffgas getrocknet.
Bei Fäden für hohe Spannung unterbleibt die Platinisierung und zum Tränken wird eine
heisse Lösung benutzt.
Hohle Fäden aus Kleber oder Cellulose, die zur Bestimmung des Widerstandes mit
Wolframsalzen oder Soda behandelt sind, versieht J. G. W.
Aldridge (Englisches Patent Nr. 1799/1884) mit einem elastischen (?)
Ueberzug aus feuerfestem Thon. Nach dem Karbonisieren werden in die Bohrung des
Fadens Kohlenwasserstoffe eingetrieben.
Aehnliche Glühkörper schlug auch Stokes Williams vor
(Englisches Patent Nr. 13883/1884). Auch die Körper von Th.
Mace könnten hier aufgeführt werden.
Im Jahre 1886 veröffentlichte A. Bernstein (U. S. P. Nr.
369091) das folgende Verfahren. Ein Kohlefaden wird in alkoholische Lösung eines
Magnesiumsalzes, z.B. des Magnesiumchlorids, getaucht und dort durch den Strom stark
erhitzt. Der Alkohol soll dann einen Teil seines Sauerstoffes verlieren, der mit dem
Magnesium den Oxydüberzug bildet, während das Chlor sich mit Wasserstoff verbindet
und als Salzsäure in Lösung bleibt. Statt des Magnesiums sollen auch andere
unverbrennliche Oxyde liefernde Metalle benutzt werden. Der Kohlefaden wird am
besten aus mehreren Fäden geflochten, gewirkt o. dgl.
Textabbildung Bd. 311, S. 158
Fig. 29. Glühkörper von Zanni.
G. Zanni (Englisches Patent Nr. 12924/1887) tränkt
rohrförmige Fäden aus Maccaroni (!), Stroh, Papier o. dgl. mit einer Lösung der
Nitrate oder Acetate des Zirkons, Lanthans u.s.w., und bringt die Glühkörper a in der aus der Fig. 29
ersichtlichen Weise in der Glasbirne an.
In ganz anderer Weise verfährt J. Clegg (D. R. P. Nr.
64678). Er benutzt flüchtige Flüssigkeiten, in welchen Oxyde, Salze oder andere
Verbindungen von Magnesium, Calcium, Chrom, Mangan, ferner auch Zirkon, Thor oder
Lanthan,
überhaupt von fast allen Metallen, welche sich bei der Temperatur des Kohlefadens
nicht verflüchtigen, gelöst oder suspendiert sind. Beispielsweise wird Jod in
Alkohol gelöst oder der Alkohol wird mit Chlor gesättigt und dann das Metall in
dieser Flüssigkeit gelöst. Auch Werden alkoholische Losungen von Verbindungen der
Metalle mit organischen Säuren, z.B. Magnesiumacetat, besonders empfohlen. In den
Dämpfen derartiger Flüssigkeiten wird ein Kohlefaden zum Glühen gebracht, worauf
sich nach kurzer Zeit ein Niederschlag der Metallverbindung auf dem Faden bilden
soll. Bemerkenswert sind die Angaben des Erfinders über den Kraftverbrauch seiner
Glühkörper. Er gibt u.a. an, dass ein Faden, der vor der Behandlung nach dem
vorstehend beschriebenen Verfahren 4,25 Watt für die Kerze verbrauchte, nach der
Behandlung nur 2,2 Watt, ein anderer statt 3,4 Watt nur 1,77 Watt für die Kerze
verbrauchte. Es soll sich ferner herausgestellt haben, dass die Glühkörper selbst
bei Beanspruchung unter ganz ausserordentlich weit auseinander liegenden
Temperaturen nur geringe Widerstandsschwankungen zeigten. Ein Glühkörper, der mit 40
bis 67 Volt beansprucht 20 bis 240 Kerzen lieferte, soll z.B. nur Schwankungen von
29,6 bis 30,8 Ohm gezeigt haben. Leider war nicht in Erfahrung zu bringen, ob diese
Glühkörper sich im praktischen Gebrauche bewährt haben. Es hat den Anschein, als ob
auch diese Körper niemals in grösseren Mengen benutzt worden sind.
Auch Voss (U. S. P. Nr. 599306) benutzte 1891
alkoholische Lösungen von Metallverbindungen und zwar besonders von Aluminiumjodid.
Der rohe, d.h. nicht karbonisierte Faden wurde nach sorgfältiger Reinigung in
Ammoniakflüssigkeit gekocht, oberflächlich getrocknet und mit der genannten Lösung
getränkt. Durch Eintauchen in Ammoniakflüssigkeit wurde die Metall Verbindung in das
Oxyd übergeführt. Darauf wurde der Faden in Stärkelösung getaucht, getrocknet und
karbonisiert. Schliesslich folgte noch ein Glühen in den Dämpfen der alkoholischen
Lösung, wodurch ein weiterer Ueberzug von Aluminiumoxyd entstehen sollte.
Textabbildung Bd. 311, S. 159
Glühkörper von Boehm und Bailey.
E. Boehm und E. Bailey
(Englisches Patent Nr. 5790 von 1891) verwendeten irgend einen flüssigen
Kohlenwasserstoff, z.B. Benzol, welcher ein Metalloxyd, besonders Calciumoxyd,
suspendiert enthielt. Der Glühkörper besass, wie aus den Fig. 30 und 31 zu
ersehen, Ringform und wurde aus Kartenpapier, Pergament o. dgl. ausgestanzt und
karbonisiert. Darauf folgte das Glühen im Kohlenwasserstoff, wodurch ein Ueberzug
aus Kohle und Calciumoxyd erzielt werden sollte. Als besonderen Vorzug ihrer
Glühkörper geben die Erfinder neben der Erhöhung der Lichtstärke an, dass ein
Beschlagen der Glasbirne nicht stattfinde. In demselben Jahre schlug L. K. Böhm (Englisches Patent Nr. 21448/1891) ein
anderes Verfahren zum Imprägnieren von verkohlbaren Fäden mit Calciumoxyd vor.
Frisch niedergeschlagener kohlensaurer Kalk wird in Wasser einem starken Strome von
Kohlensäure ausgesetzt, wodurch doppeltkohlensaures Calcium entsteht nach der
Formel
CaCO3 + CO2 + H2O = (CO3H)2Ca.
Fäden aus irgend einem karbonisierbaren Material werden nun
hiermit mehrmals imprägniert und getrocknet, wobei durch Freiwerden der Kohlensäure
kohlensaurer Kalk nach derselben Formel entsteht. Jetzt werden die Fäden wie
gewöhnlich karbonisiert. Dabei wird der kohlensaure Kalk in Kalk und Kohlensäure
zerlegt und letztere bildet mit überschüssiger Kohle Kohlenoxyd. Der Zweck dieses
Verfahrens ist vor allem, jede Berührung der Faser mit schädlichen Flüssigkeiten,
wie Säuren u. dgl., zu vermeiden.
Auch Edison (U. S. P. Nr. 492150) beschäftigte sich im
Jahre 1892 mit der Herstellung von Kohlefäden mit Hüllen aus Isoliermaterial
(Kalk, Magnesia, Zirkonoxyd). Der bereits karbonisierte Faden a (Fig. 32) wurde in ein
mit dem Oxyd c gefülltes Glasrohr b gebracht und, nachdem durch den Stutzen d die Luft entfernt oder durch ein indifferentes Gas,
wie Stickstoff, ersetzt war, zu hoher Weissglut erhitzt. Dadurch sollten die Oxyde
in der nächsten Umgebung des Fadens schmelzen und einen dichten Ueberzug auf dem
Faden bilden. Falls das Rohr evakuiert wurde, kann man dasselbe nach Edison's Angaben durch eine äussere Wärmequelle bis zum
Erweichen erhitzen. Der äussere Luftdruck soll dann das Rohr zusammendrücken und das
Oxyd in innige Berührung mit dem Kohlefaden bringen.
G. Bamberg (Englisches Patent Nr. 568/1892) will auf
ähnliche Weise eine Oxydhülle herstellen, er bringt jedoch nicht die Oxyde selbst,
sondern ein Bindemittel zum Schmelzen. Zu diesem Zwecke werden die Fäden in eine
konzentrierte Kaliwasserglaslösung getaucht, getrocknet und mit fein pulverisiertem
Aetzkalk mit oder ohne Zusatz von Erdmetalloxyden o. dgl. umgeben. Darauf wird der
Faden ganz allmählich bis zum Schmelzen des Silikates erhitzt, wodurch ein fest
haftender Ueberzug von Oxyden hergestellt werden soll.
Textabbildung Bd. 311, S. 159
Fig. 32. Herstellung von Kohlefäden nach Edison.
M. Baum (D. R. P. Nr. 74786) wendet folgendes Verfahren
an. Benutzt werden zweibasisch phosphorsaures Ammonium [(NH1)2HPO1], Magnesiumchlorid [MgCl2], Calciumchlorid [CaCl2] und
Ammoniumchlorid [NH4Cl]. Bei der Behandlung des
Fadens mit den ersten zwei Salzen entsteht zweibasisch phosphorsaure Magnesia und
Ammoniumchlorid nach der Formel.
MgCl2 + (NH4)2HPO4 = MgHPO4 + 2HN4Cl.
Durch trockenes Erwärmen wird durch teilweises Entweichen des
Ammonsalzes der Niederschlag der phosphorsauren Magnesia porös.
Bei der nachträglichen Behandlung des Fadens mit Chlorcalcium bildet sich zweibasisch
phosphorsaurer Kalk und Ammoniumchlorid nach der Gleichung
CaCl2 + (NH4)2HPO4 = CaHPO1 + 2NH4Cl.
Der Niederschlag des phosphorsauren Kalks wird wie oben durch
Trocknen porös gemacht. Der fertige Glühkörper wird dann noch mit einem Mantel aus
Kreide und Gelatine versehen. Die Körper sind nach Angabe des Erfinders sehr
widerstandsfähig und werden intensiv weissglühend.
Der bereits bei Besprechung der Karbidfäden genannten Rheinischen Glühlampenfabrik (Elektrotechnischer
Anzeiger, 1895 S. 1481) gelang es unschwer, Fäden mit etwa 10 % Zirkonoxyd
zu imprägnieren und auch vollständige Oxydhüllen herzustellen. Indessen zeigte sich,
dass derartige Lampen wenig haltbar waren, viel Energie verbrauchten und sehr bald
in der Leuchtkraft nachliessen. Der Mantel von Zirkonoxyd wurde bereits nach
halbstündigem Brennen der Lampe vollständig abgestossen.
Es mag erwähnt werden, dass sich im Jahre 1897 Maxim,
(Elektrotechnischer Anzeiger, 1897 S. 1670 und
2113) wahrscheinlich auch mit ähnlichen Versuchen beschäftigt zu haben scheint.
F. de Marc (Englisches Patent Nr. 165341896) verwendet
zum Tränken der Kohlefäden eine Lösung von gefälltem Thoriumcitrat in einer
ammoniakalischen Lösung von Ammoniumcitrat unter Zusatz geringer Mengen Cer.
G. B. Puchmüller (U. S. P. Nr. 609702) endlich benutzt
Lösungen von Salzen des Strontiums, Baryums und Aluminiums mit einem Zusatz von
löslichen bezw. gelösten Metall Verbindungen, welche beim Erhitzen Oxyde liefern,
z.B. Magnesiumnitrat. Hierzu wird eine Ammoniumverbindung zur Färbung des Lichtes,
z.B. Verbindungen mit Wolfram oder Vanadium und schliesslich noch Chromoxyd
zugefügt.
Hiermit sind die wichtigeren Tränkungsverfahren erschöpft. Die nächste Gruppe umfasst
nun die aus Leitern und Nichtleitern gemischten Körper. Der Leiter hat hierbei
offenbar nur noch den Zweck, den im wesentlichen aus einem Nichtleiter bestehenden
Glühkörper wenigstens in geringem Grade leitend zu machen, die Rolle eines Trägers
für den Nichtleiter spielt er nicht mehr.
Unter den Erfindern, welche sich zuerst mit der Herstellung derartiger Körper
beschäftigten, ist wieder Edison (D. R. P. Nr. 14058)
zu nennen, der bereits 1878 aus fein zerteiltem Platin, Iridium, Ruthenium oder
anderem schwer schmelzbarem Metall in Mischung mit nichtleitenden und
nichtschmelzenden Stoffen, wie Magnesia, Zirkonoxyd u.s.w., Glühkörper herstellte.
Näheres über die Herstellungsweise wird nicht angegeben, dagegen enthält die
Patentschrift Darstellungen von einer ganzen Reihe verschiedener Glühkörperformen.
Zwei Formen sind in den Fig. 33 und 34
dargestellt, die letztere biegt Edison auch zu einem
Cylinder zusammen. Auch bei diesen Glühkörpern werden die bereits mehrfach erwähnten
selbstthätigen Ausschalter zum Schütze gegen zu starke Beanspruchung angewendet.
Textabbildung Bd. 311, S. 160
Formen von Edison.
In demselben Jahre schlug J. T. Sprague (Englisches
Patent Nr. 4662/1878) vor, Oxyde, Karbonate, Sulfate oder Silikate der Erdmetalle
mit fein zerteilter Kohle oder Metall zu mischen und die Glühkörper aus einer durch
Anfeuchten des Gemisches entstandenen Paste durch Pressen herzustellen. Das fein
zerteilte Metall soll auch im Körper bezw. Gemisch selbst durch Reduktion von Salzen
hergestellt werden.
W. L. Scott (Englisches Patent Nr. 4671/1878) überzieht
die ähnlich hergestellten Körper noch mit phosphoreszierenden Stoffen, um die Farbe
des Lichtes zu ändern. Statt dessen benutzt St. G. L.
Fox (Englisches Patent Nr. 1122/1879) Ueberzüge aus Kohle, die in bekannter
Weise durch Glühen in Kohlenwasserstoffen hergestellt werden.
Textabbildung Bd. 311, S. 160
Fig. 35. Glühkörper von Clingmann.
In Fig. 35 ist ein Körper von Th. L. Clingmann (D. R. P. Nr. 14890) dargestellt, der ebenfalls ähnlich
zusammengesetzt ist. Bemerkenswert ist, dass die Zusammensetzung des Körpers nmcht
überall dieselbe ist, vielmehr sollen die mit der Zuleitung in Verbindung stehenden
Enden eine grössere Menge des Leiters enthalten, als der mittlere Teil des
Glühkörpers, damit eine übermässige Erhitzung der metallischen Zuleitung vermieden
wird. Zu demselben Zwecke können auch noch den ganzen Körper durchdringende, der
Luft freien Zutritt gewährende Kanäle vorgesehen werden. Der vorzugsweise aus
Zirkonerde und Graphit mit einem Bindemittel geformte Körper wird nach dem Trocknen
noch mit einem Ueberzüge aus Zirkonerde versehen, um den Leiter selbst beim Glühen
in freier Luft vor dem Verbrennen zu schützen.
Etwas eingehender beschreibt M. Müthel (D. R. P. Nr.
31065) ein Verfahren zur Herstellung von Glühkörpern (Fäden) aus einem innigen
Gemenge von Platinmohr und Iridiummohr mit den Oxyden des Calciums, Magnesiums,
Aluminiums und Zinks (?) oder deren kieselsauren Verbindungen u.s.w. Das Gemenge
wird mit etwas Platinchlorid und Wasser zu einem Teig zerrieben, aus welchem die
Fäden durch Pressen o. dgl. hergestellt werden. Nach dem Trocknen werden die Fäden
in einer Muffel zur hellen Glut erhitzt und können darauf in freier Luft benutzt
werden. Das Platiniridium-Mohr kann auch im Körper selbst durch Reduktion einer
Lösung von Platiniridium-Chlorid in Lavendelöl oder durch elektrolytische
Aasscheidung aus einer wässerigen Platiniridium-Chloridlösung hergestellt werden.
Ferner wird auch ein elektrolytischer Chromüberzug empfohlen.
St. Williams (Englisches Patent Nr. 13883/1884) benutzt
ausser pulverförmiger Kohle oder Metallen auch schwere Kohlenwasserstoffe,
Cellulose, Kollodium u.s.w., und Metalllösungen zum Anreiben des Nichtleiters. Zur
Bestimmung des Widerstandes kann das Mischungsverhältnis geändert werden oder der
fertige Körper wird unter oxydierenden Einflüssen geglüht, so dass der Leiter
teilweise verbrennt, bis der gewünschte Widerstand erreicht ist.
Aehnliche Vorschläge machten Zanni (Englisches
Patent Nr. 12924/1887) und Head und Saunderson
(Englisches Patent Nr. 11573/1888). In neuerer Zeit nahm E.
Oberlé (Englisches Patent Nr. 12056/1896) die Versuche wieder auf. Er
benutzte, um eine möglichst innige Mischung der Stoffe zu erzielen, beispielsweise
eine alkoholische Lösung von 50 % und mehr Thoriumoxychlorid (ThOCl2) und eine 3- bis 20 %ige Lösung von Nitrocellulose
in Aether und Alkohol. Die Lösungen werden gemischt und die Fäden in bekannter Weise
durch Spritzen o. dgl. hergestellt und weiter behandelt. Das Thoriumoxychlorid
zersetzt sich in der Hitze zu Thoriumoxyd und Chlor nach der Formel ThOCl2 + O = ThO2 + Cl2. Ebenso kann Cer benutzt werden. Besonders soll
sich folgende Zusammensetzung bewährt haben: 20 % Nitrocellulose, 80 %
Thoriumoxychlorid und 0,75 % Ceriumoxychlorid in Alkohol und Aether gelöst.
F. de Marc (Englisches Patent Nr. 16534/1896) verwendet
statt der Cellulose Papierbrei und als Lösung Thorcitrat mit etwas Cer in
ammoniakalischer Lösung von Ammoniumcitrat.
Textabbildung Bd. 311, S. 160
Fig. 36. Rohrförmiger Glühkörper von Bachmann, Voigt, Weiner, Kirschner und
König.
Rohrförmige Glühkörper der in Fig. 36 dargestellten
Art aus einer geglühten innigen Mischung von Kohle mit schwer schmelzbaren
Metalloxyden liessen sich Bachmann, Voigt, Weiner, Kirschner
und König (D. R. G. M. Nr. 83130; Elektrotechnischer Anzeiger, 1898 S. 240; Englisches Patent Nr.
18628/1895) schützen. Bemerkenswert ist die Befestigung der Zuleitungen. In die
Bohrung des Leuchtkörpers a sind Röhren b aus Kohle o. dgl. eingesetzt, in welche die
eigentlichen Zuleitungen (Platin- oder Nickeldrähte) eingeschoben werden. Als
leitenden Stoff benutzen diese Erfinder Steinkohlenteer.
Hierher gehört auch die von Parvillée (D. R. P. Nr.
94293) erfundene Widerstandsmasse, welche durch Mischen eines Metallpulvers (z.B.
Nickel) mit Quarz, Kaolin, Thon, Feldspat o. dgl. und darauf folgendes Schmelzen,
Mahlen, Pressen und Brennen hergestellt wird. Grünwald
(Elektrotechnischer Anzeiger, 1898 S. 442) schlägt
vor, die Verwendung dieser Masse zur Herstellung elektrischer Glühkörper zu
versuchen.
In allerneuester Zeit schliesslich nahm M. Déri
(Englisches Patent Nr. 9436/1898) ein Patent auf die Herstellung eines Glühkörpers
aus einem Gemisch von Nichtleitern und einem Leiter. Er empfiehlt z.B. Mischungen
aus 1 bis 10 T. Kohle und 100 T. eines Nichtleiters (Calciumoxyd, Magnesia,
Aluminiumoxyd, Zirkonoxyd, Oxyde der seltenen Erden u.s.w.) oder aus 0,01 bis 0,1 T.
Metallpulver und 1000 T. des Nichtleiters. Die aus diesen Mischungen hergestellten
Stäbchen werden mit einem Ueberzüge aus den reinen, d.h. nicht mit Leitern
versetzten Oxyden versehen.
Der Vollständigkeit wegen sei noch auf ein Patent von T. S.
Williams (Englisches Patent Nr. 224/1882) hingewiesen, in welchem fast alle
oben besprochenen Verfahren zur Herstellung von Glühkörpern aus Leitern und
Nichtleitern durch Ueberziehen, Tränken und Mischen mehr oder weniger klar
angedeutet sind.
Wir kommen nun zu der letzten Gruppe, nämlich den nur aus Nichtleitern bestehenden
Glühkörpern. Wie bereits am Anfange der Abhandlung angegeben, gebrauchen wir hier
den Ausdruck „Nichtleiter“ für die Körper, welche in kaltem Zustande nicht
leiten. Nun hat man aber gefunden, dass sehr viele dieser Stoffe bei höheren
Temperaturen zu ziemlich guten Leitern werden. Für die Lichterzeugung durch den
elektrischen Strom benutzte diese Eigenschaft wohl zuerst Jablochkoff (D. R. P. Nr. 1630). Er machte bei dem Gebrauche seiner
bekannten Kerzen die Erfahrung, dass die zwischen den Kohlen befindliche isolierende
Substanz dem Strome einen geringeren Widerstand entgegensetzt, wenn sie unter dem
Einfluss des Lichtbogens zum Schmelzen gebracht ist, als wenn sie sich in ihrem
ursprünglichen festen Zustande befindet. Hierdurch wurde er dazu geführt, die
Wirkung von Funken auf derartige isolierende Stoffe, wie Kaolin, Kreide, Magnesia,
Glas u.s.w., zu untersuchen. Es zeigte sich beim Uebergange eines Funkens über einen
Kaolinstreifen, dass dieser an allen Punkten, an denen ihn der Tunke berührt, besser
leitend wurde und dass „der Strom nach Verlauf weniger Sekunden überall mit
Leichtigkeit läuft, wo er früher nicht passieren konnte“. Jablochkoff sagt, der Funke schiene dem Strom einen Weg
zu bahnen, indem er alle Punkte des Körpers leitend macht, welche er berührt. Es
zeigte sich also, dass Körper, welche bisher für Isolatoren gegolten, durch eine
kurzdauernde Einwirkung des Funkens, zu Leitern und weissglühend werden. Jablochkoff spricht dem Funken nur eine helfende Rolle
zu, während die Lichterzeugung durch das Weissglühen der feuerfesten Körper bewirkt
wird. Hierbei wird der Körper langsam verzehrt. Auf Grund dieser Erfahrungen baute
er Lampen der in Fig. 37 dargestellten Art. Das
Stäbchen, die Platte oder der Streifen a aus Kaolin o.
dgl. ist in eine Art Zange b eingespannt, durch welche
der Strom zugeführt wird. Derartige Lampen wurden einzeln oder zu mehreren
hintereinander an die Sekundärwickelung von Induktionsspulen angeschlossen, deren
Primärwickelung mit Wechselstrom oder unterbrochenem Gleichstrom gespeist wurde.
Leider fehlt jede Angabe über die Höhe der benutzten Spannung, es wird nur gesagt,
dass die Spannung so hoch (und dementsprechend die Stromstärke so gering) sein soll,
dass das Kaolin nicht schmilzt und verbrennt, sondern nur weissglühend wird. Jablochkoff bringt auch an der unteren Seite des Kaolin
Streifens ein besser leitendes Material an, durch Welches der Strom zuerst verläuft,
bis der Körper genügend erhitzt ist. Vermutlich ist mit dem „besser leitenden
Material“ ein Graphitblättchen oder ein Bleistiftstrich gemeint, d.h.
dieselben „Zündvorrichtungen“, die Jablochkoff
bei seinen Kerzen benutzte. Die etwa 1 cm breite Kaolinplatte soll sich in der
Stunde um etwa 1 mm abnutzen. Das Licht wird als besonders weiss, sanft und fest
bezeichnet. Eine Anwendung im grossen hat diese Lampe, soweit sich ermitteln liess,
nicht gefunden.
Textabbildung Bd. 311, S. 161
Fig. 37. Lampe von Jablochkoff.
Diese Art der elektrischen Beleuchtung mit Glühkörpern aus reinen Nichtleitern hat
offenbar bis vor kurzem Fernand wieder aufgenommen. Erst am Anfange des Jahres 1898
durchlief die Tages- und Fachpresse eine Mitteilung über eine neue elektrische
Glühlampe von Nernst. Nach den ersten einigermassen
vollständigen Angaben (Zeitschrift für Elektrotechnik,
Wien 1898 S. 103) hatte es den Ansein, als ob Nernst
die Jablochkoff'sche Lampe wieder Pfunden habe. Es
hiess, Nernst habe gefunden, dass sogen. Leiter zweiter
Klasse, wie Magnesiumoxyd, Kaolin u.s.w., durch Erhitzen zu ziemlich guten Leitern
werden. Das Erhitzen solle durch einen Funkenstrom erfolgen. Neuerdings sind nun
einige Patente veröffentlicht worden, aus denen hervorgeht, dass diese Mitteilungen,
wenigstens soweit sie sich auf die Art des Erhitzens beziehen, den Thatsachen nicht
entsprechen. Nach diesen Veröffentlichungen (Schweizerisches Patent Nr. 15183;
Englisches Patent Nr. 23470/1897) benutzt Nernst Körper
aus Leitern Reiter Klasse, d.h. aus Magnesiumoxyd, Calciumoxyd, Zirkonoxyd oder
anderen Metalloxyden, die durch irgend ein Mittel zum Glühen gebracht werden. Sobald
dies geschehen, durchläuft der Strom den Körper und erhält ihn glühend wie den
Kohlefaden einer gewöhnlichen Glühlampe. Zum Erhitzen der Körper benutzt Nernst elektrische Heizkörper. Eine einfache Lampe
stellt Fig.
38 dar. Sie besteht im wesentlichen aus einem elektrischen Heizkörper a, in dessen Innerem sich der Glühkörper b befindet. Der Heizkörper ist durchsichtig (z.B.
schwer schmelzbares Glas) und enthält einen schraubenförmig gewundenen Heizdraht aus
Platin o. dgl. Legt man nun an die Klemmen c einerseits
und d andererseits je eine Stromquelle, so wird
zunächst nur durch den Heizdraht Strom fliessen. Der Draht gerät nun ins Glühen und
erhitzt dadurch den eingeschlossenen Glühkörper, bis dieser leitend wird. Von diesem
Augenblicke an fliesst der Strom der an den Klemmen c liegenden Stromquelle durch den Körper und erhält ihn glühend. Bei der
in Fig. 39
dargestellten Anordnung ist der Heizkörper a als
Hohlspiegel ausgebildet und konzentriert daher die von ihm ausgehenden Wärmestrahlen
auf den Glühkörper b. Eine dritte Ausführungsform ist
1898 310 * 225 besprochen worden.
Textabbildung Bd. 311, S. 161
Lampen von Nernst.
Bemerkenswert sind die Angaben über den Energieverbrauch der Nernst'schen. Lampe (Electrical World, Bd. 31
S. 335). Nach Lux soll ein Magnesiaröhrchen von 7 mm
Länge und 1,5 mm Dicke bei einem Energieverbrauche von 27 Watt 31 Hefner-Einheiten
ergeben haben, die Spannung betrug dabei 118 Volt, die Stromstärke 0,23 Ampère.
Mithin würde für eine Normalkerze rund 1 Watt erforderlich sein. Nernst hofft den Energieverbrauch bei Verwendung von
Vakuumlampen noch weiter, vielleicht auf 0,7 bis 0,8 Watt herabzudrücken. Wenn man
bedenkt, dass die gewöhnlichen Glühlampen meist 2,5 bis 3,5 Watt für die Kerze
verlangen, so muss zugegeben werden, dass es sich hier um einen bedeutenden
Fortschritt der elektrischen Beleuchtung handelt, selbst wenn die Lebensdauer der
Nernst'schen Glühkörper, wie behauptet wird,
geringer als die der gewöhnlichen Glühlampen ist.
L. Kusminsky (Zeitschrift für
Elektrotechnik, Wien 1898 S. 103) schlägt eine andere Art der Vorwärmung
vor. Er will in den Leiter zweiter Klasse einen Kohlefaden einbetten, der als Leiter
dient, solange das Stäbchen noch kalt ist, und zugleich den Glühkörper erwärmt. In
dem Masse, wie die Temperatur steigt, wird dann auch der den Faden umgebende Leiter
zweiter Klasse an der Leitung des Stromes teilnehmen und zum Glühen kommen. Die
Einrichtung soll also wohl ähnlich wie bei den in Fig. 3 bis 9
dargestellten Glühkörpern getroffen werden, oder es soll der Kohlefaden, wie oben
eingehend beschrieben, mit einem Nichtleiter umgeben werden. Damit würde aber das
Wesentliche der Nernst'schen Erfindung, d.h. die
Benutzung reiner Leiter zweiter Klasse ohne leitende Ueberzüge oder Kerne
wegfallen.
Aus diesem Grunde wurde auch der Glühkörper von Déri
(Englisches Patent Nr. 9436/1898) nicht hier besprochen, trotzdem der Erfinder
angibt, der aus Leitern und Nichtleitern bestehende Kern solle zum Erhitzen des
nichtleitenden Ueberzuges dienen, der dann, wie bei der Nernst'schen Lampe, ebenfalls vom Strom durchflössen werden soll. Auch bei
den oben beschriebenen, aus Leitern und Nichtleitern zusammengesetzten Glühkörpern
wird, das kann man wohl mit Rücksicht auf die Nernst'sche Erfindung als sicher annehmen, der Nichtleiter, nachdem er durch
die ihm vom Leiter mitgeteilte Wärme leitend geworden ist, vom Strom durchflössen
und dadurch, nicht aber durch die vom Leiter ausgehende Wärme glühend erhalten
werden.
Hiermit sind wir am Schlusse unserer Zusammenstellung angelangt. Leider waren nur
über wenige der besprochenen Glühkörper ausführliche Versuchsangaben zu ermitteln.
Aus den vielfach unvollständigen Angaben der Erfinder allein aber ein Urteil über
den Wert der Erfindungen herleiten zu wollen, ist naturgemäss unmöglich. Sicherlich
ist die Ausführung vieler älterer Verfahren im grossen nur deswegen unterblieben,
oder, wenn sie unternommen wurde, fehlgeschlagen, weil den Erfindern nur die
geringen Hilfsmittel der damals noch in den Kinderschuhen steckenden Elektrotechnik
zur Verfügung standen. Es würde sich deshalb gewiss lohnen, den einen oder anderen
Versuch wieder
aufzunehmen. Vielleicht gelingt es mit den heutigen vervollkommneten Mitteln, auf
irgend einem der vielen vorgeschlagenen Wege dennoch zum Ziele zu gelangen.