Glühlampe [3]

Glühlampe, elektrische. Die Verdrängung des Kohlefadens durch Glühfäden aus schwer schmelzbaren Metallen (Osmium, Tantal, Wolfram)[257] ließ eine Stromersparnis bis zu 70% erreichen [2]. Von diesen erwies sich das Wolfram als geeignetstes Metall, jedoch gelang es erst 1911 der General Electric Co. in Amerika statt des kristallinischen, spröden, zerbrechlichen, mittels des Pastespritzverfahrens [1], [8] erzeugten Fadens, einen metallischen, ziehbaren Wolframdraht herzustellen [3], [6], der trotz seines bis zu 0,1 mm heruntergehenden Durchmessers sehr widerstandsfähig ist. Mit solchen Fäden sind die modernen Wolframdrahtlampen ausgestattet; nur die Firma Jul. Pintsch wendet für ihre Siriuslampe ein anderes Herstellungsverfahren an, das einen besonders widerstandsfähigen Leuchtfäden liefern soll [4]–[6]. Die Tabelle I gibt die Lichtstärke (horizontal gemessen), die Spannung und den Effektverbrauch der Metalldrahtlampen der Osramwerke in Berlin an.

Gleiche oder ähnliche Typen von Drahtlampen stellen die übrigen Glühlampenfabriken her. Außer den Lampen mit geraden Leuchtdrähten werden auch solche mit zu Spiralen gewickelten Drähten angefertigt (Focus-, Axial- und Spirallampen). Die Ausführung der Metalldrahtlampen erfolgte zunächst wie die der früheren Kohlefadenlampen als Vakuumlampen mit hoher Luftleere, um die Zerstäubung des Fadens nach Möglichkeit zu vermeiden. Die Verwendung von Osmium und Tantal hatte einen spezifischen Verbrauch von 1,5 Watt ergeben, durch Wolfram ließ er sich auf etwa 1 Watt herabdrücken. Eine Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Glühlampe, also eine weitere Vermehrung der Lichtausbeute kann nur durch Temperatursteigerung des Leuchtkörpers bewirkt werden, weil der Energieverbrauch hierbei in geringerem Maße wächst als die Lichtausstrahlung. Erheblichere Temperatursteigerungen bewirkten jedoch auch beim Wolframfäden wie früher beim Kohlefaden schnelle Zerstäubung und dadurch starke Schwärzung der Lampe. Zu günstigen Ergebnissen gelangte man (1913) erst durch die Entdeckung des Umstandes, daß das Vakuum[258] durch eine Füllung der Lampe mit indifferenten, die Wärme schlecht leitenden Gasen ersetzbar sei, was die schnelle Zerstörung des Fadens auch bei erhöhter Temperatur aufhält und eine Verminderung des Verbrauches an elektrischer Energie herbeiführt [8]. Man verwendet zur Füllung die Gase Stickstoff und Argon oder eine Mischung beider unter einem Druck von ¹/₂ bis ²/₃ Atmosphären. Die Fadentemperatur beträgt dabei über 2500° C, also mehrere hundert Grad mehr als früher, und kommt der Schmelztemperatur des Wolframs (3000° C) verhältnismäßig nahe. Um die Wärmeverluste zu mindern, wird der Leuchtfäden in Form einer sehr eng gewickelten Spirale verwendet, die nur den zehnten Teil der Länge des geraden Fadens beträgt; die Wärmeableitung wird dadurch auf den siebten Teil ermäßigt. Die Flächenhelle des Leuchtkörpers ergibt sich zu 8 HK. für den Quadratmillimeter, das ist etwa das Fünffache der 1-Wattlampe, und es macht der starke Glanz für viele Zwecke die Mattierung der Lampe oder die Verwendung von Opalschutzgläsern erforderlich. Werden die stärkeren gasgefüllten Lampen in geeigneten Reflektorarmaturen verwendet, so ergibt sich bei Messung der mittleren Lichtstärke in der unteren Halbkugel (hemisphärische Lichtstärke HK) ein Energieverbrauch von nur etwa ¹/₂ Watt für die Kerze, weshalb sie als sogenannte ¹/₂-Wattlampen in den Handel gebracht wurden. Bei Zugrundelegung der mittleren räumlichen (sphärischen) Lichtstärke (HK) ist der Wattverbrauch naturgemäß größer. Zunächst konnten nur hochkerzige Lampen hergestellt werden, dann gelang auch die Anfertigung kleinerer Einheiten von 25, 40, 60 und 75 Wattverbrauch. Man gibt jetzt meist bei ¹/₂-Wattlampen statt der bisher üblichen Lampenbezeichnung die Spannung in Volt, den Gesamtwattverbrauch, die mittlere räumliche Lichtstärke und die maximale in einer bestimmten Richtung an [7]; hiernach ist die Tabelle II für die gasgefüllten Wotanlampen der Siemens-Schuckert-Werke aufgestellt.

Solche ¹/₂-Wattlampen werden unter den Bezeichnungen: Wotanlampe von den Siemens-Schuckert-Werken, Nitralampe von der Allgemeinen Elektrizitäts-Gesellschaft, Osram-Azo-Lampe von den Osramwerken und Sparwattlampe von der Bergmann-Elektrizitätsgesellschaft hergestellt. – Wie die Lichtausbeute seit Einführung der Kohlefadenlampe (1881) zugenommen hat, gibt die Tabelle III an.

Die gasgefüllten Lampen sind auch für Projektionszwecke in vielen Fällen an Stelle der Bogenlampen gut verwendbar, besonders als Ersatz der Wechselstrombogenlampe. Bei den hierfür bestimmten Sonderausführungen wird die Leuchtspirale noch gedrängter angeordnet als bei der Bogenlampe, um der günstigen punktförmigen Wirkung der letzteren näherzukommen, auch ist ihre Belastung stärker, um ein sehr helles Licht zu erhalten und um die Lichtausbeute zu steigern. Die Lampen brennen mit annähernd 0,4 Watt für die Kerze, ihre Lebensdauer sinkt dadurch auf etwa 300 Stunden (gegen 600–800 der normal belasteten Lampe). Bei der kurzen Benutzungsdauer der Projektionslampe ist dies ohne Bedeutung. Die Tabelle IV enthält die Angaben über die Nitra-Projektionslampe der Allgemeinen Elektrizitäts-Gesellschaft.

Wie schon erwähnt, kann durch Anbringung der Lampe in geeigneten Armaturen (Reflektoren) die Lichtverteilung dem Verwendungszwecke angepaßt werden. Solche Armaturen werden von den genannten Glühlampenfabriken sowie von einigen Spezialfabriken geliefert, z.B. die Kandemarmatur von Körting & Mathiesen, Leipzig, der Lamelladiffusor von Schanzenbach & Co., Frankfurt a.M., die Sun- und die Diskolampe von Dr.-Ing. Schneider & Co., Frankfurt a.M., und andere. Es sind damit alle Zwischenstufen zwischen ganz direkter und ganz indirekter Beleuchtung [10], [11] erreichbar. Wegen der hohen Außentemperatur der Lampen (bis 200°) sind bei allen Armaturen entsprechende Entlüftungseinrichtungen vorhanden. Die Figur auf S. 257 zeigt die Entlüftung einer Kandemarmatur. – Wenn auch das weiße Licht der gasgefüllten Lampen dem Tageslicht nahekommt, so besitzt es doch noch einen Ueberschuß an roten und gelben Strahlen, die eine richtige Bewertung von Farben hindert. Wo dies Hörend ist (Färbereien, Papier- und Stoffabriken, Ateliers), sind Armaturen zu wählen, bei denen durch Einfügung von Lichtfiltern der Ueberschuß beseitigt wird. Hierher gehört die Vericolampe der Siemens-Schuckert-Werke, Berlin, und die Solal- und Nivalglasarmaturen der Reinlicht-Industriegesellschaft, München [9]. – Um deutliche Lichtpunkte für Signal- und Kontrollzwecke in Bergwerken, Tunnels, Theatern bei geringem Stromverbrauch[259] zu erzeugen, stellt die Firma Jul. Pintsch A.-G. eine sogenannte Glimmlampe her, die nur 5 Watt verzehrt. Mit rubinroter Birne ausgestattet eignet sie sich auch für die photographische Dunkelkammer. Sie besitzt keinen Glühfaden, es leuchtet lediglich das in ihr enthaltene Neongas. – Ueber Projektierung und Berechnung von Beleuchtungsanlagen s. [10], [11].

Literatur: [1] Müller, Die Fabrikation der Metalldrahtlampen, Halle 1914. – [2] Holzt; Schule des Elektrotechnikers, Leipzig 1915. – [3] Helios 1912, Nr. 46. – [4] Zeitschr. f. Elektrochemie 1917, Nr. 7/8. – [5] Glasers Annalen 1917, Nr. 960. – [6] Mitteilungen des Vereins der Elektrizitätswerke 1917, Nr. 192. – [7] Elektrotechn. Zeitschr. 1915, S. 216. – [8] Ebend. 1915, S. 493. – [9] Ebend. 1919, S. 108. –. [10] Heyk u. Högner, Projektierung von Beleuchtungsanlagen, Berlin 1919. – [11] Förster, Elektrolicht, Leipzig 1918.

Holzt.