Titel: | Ueber Verbesserungen in dem Nutzeffecte der Glühlampen; von Wilhelm Siemens. |
Autor: | Wilhelm Siemens |
Fundstelle: | Band 260, Jahrgang 1886, S. 23 |
Download: | XML |
Ueber Verbesserungen in dem Nutzeffecte der
Glühlampen; von Wilhelm
Siemens.
Wilh. Siemens, über besseren Nutzeffecte der
Glühlampen.
In der Elektrotechnischen Zeitschrift, 1883 S. 331 ist
eine Tabelle mitgetheilt, welche die charakteristischen Daten über die damals neuen
Glühlampen der Firma Siemens und Halske enthält. Die
Zahl der Normalkerzen für die elektrische Pferdestärke wird daselbst zu 206 bis 221
für die neuen Lampen gegenüber 152 bis 165 für die älteren Siemens und Halske'schen Lampen und 159 für die Edison'schen Lampen angegeben; die letztere ist wie die ersteren auf 100
Volt eingerichtet. Es wurden daselbst, im Anschlusse an die in D. p. J. 1883 249 38
wiedergegebenen Untersuchungen, die Vorzüge der neuen Lampen aus einander gesetzt
und wenigstens indirekt der Nachweis geführt, daſs der höhere Nutzeffect dieser
Lampen nicht durch eine ihre Haltbarkeit beeinträchtigende Temperaturerhöhung,
sondern durch eine andere Wahl des Materials und eine zweckmäſsigere Behandlung der
Kohlenfäden erzielt worden war.
Die seitdem gemachten Erfahrungen haben die damals gewonnenen Ergebnisse und
Ansichten nur bestätigt. Die angewendete Methode konnte nicht nur beibehalten
werden, sondern ihre weitere Ausarbeitung unter Mitwirkung des Hrn. A. Heller hat zu neuen und wichtigen Ergebnissen
geführt.
Für die heute von der Firma Siemens und
Halske erzeugten Glühlampentypen gibt nach der genannten Zeitschrift, 1885
* S. 433 ff. die nachstehende Tabelle I die Lichtstärke N in Normalkerzen, die Normalspannung V in
Volt, die Stromstärke A in Ampère und den Widerstand
W in Ohm:Die von W. Peuckert im Centralblatt für Elektrotechnik, 1885 Bd. 7 S. 364 und S. 446
gegebenen Daten über Siemens und Halske'sche
Glühlampen entsprechen der Wirklichkeit nicht.
Tabelle I.
IA
I
II
II
IV
IV
IV
IV
VI
VI
VI
XIII
X
N =
5
8
10
10
16
16
16
16
25
25
25
35
50
V =
25
50
100
65
120
100
65
50
120
100
65
100
100
A =
0,77
0,55
0,39
0,54
0,50
0,53
0,77
1,06
0,75
0,77
1,17
1,12
1,50
W =
32,7
90,9
256
120
240
189
84,4
47,2
160
130
55,5
89,3
66,6
Als Lichteinheit ist, wie üblich, die englische Spermacetikerze
gewählt, welche nach den angestellten Vergleichsmessungen für die Stunde und bei
einer Flammenhöhe von 45mm 7g,8 Kerzenmaterial verbrennt. Dieser
Gewichtsverlust ist in Einklang mit den sonstigen Angaben. Die Normalkerze dient
übrigens nicht zu den laufenden Lichtmessungen, sondern wird nur benutzt, um eine
zum Lichtgrundmaſse bestimmte Glühlampe zu photometriren, deren dabei angemerkte
Spannung dann bei den späteren Messungen genau eingehalten wird. Die Maſslampe muſs
jedoch bei ununterbrochenem Gebrauche täglich mit der Normalkerze wieder verglichen
und erforderlichenfalls neu eingestellt werden, da das Licht derselben auch bei
unveränderter Spannung sich allmählich vermindert.
Zur Messung von Strom und Spannung dienen mehrere
Torsionsgalvanometer von Siemens und Halske, welche
behufs Verhütung aus etwaiger Veränderung der Instrumente entspringender
Ungenauigkeiten der Messungen regelmäſsig alle 2 Wochen mit einem Silbervoltameter
und auſserdem täglich unter sich verglichen werden. Trotz des mehrjährigen
fortgesetzten Gebrauches dieser Instrumente wurde eine Nachstellung nicht
erforderlich; höchstenfalls kamen Aenderungen der Berichtigungstabelle bis zum
Betrage von 0,5 Proc. vor.
Unter der angegebenen Lichtstärke der Lampen ist ihre mittlere
wagerechte Lichtstärke gemeint. Von dem an sich richtigeren Maſse der mittleren
sphärischen Lichtstärke wurde aus Zweckmäſsigkeitsgründen abgesehen. Uebrigens ist
die mittlere wagerechte Lichtstärke in der Glühlampenpraxis die allein übliche. Nach
vielfachen Versuchen ist ferner bei den Siemens und
Halske'schen Lampen, welche Kohlenfäden von kreisförmigem Querschnitt
besitzen, nur eine Messung in irgend welchem Winkel um die lothrechte Achse genügend
und mit der mittleren wagerechten Lichtstärke übereinstimmend, während bei Edison'schen Lampen, deren Fäden von rechteckigem
Querschnitte sind, es ausreicht, wenn man Messungen in zwei verschiedenen Winkeln um
die lothrechte Achse ausführt und aus beiden das Mittel nimmt, und zwar stellt man
für die erste Messung die Lampe so ein, daſs die beiden Hälften des Kohlenfadens
sich fast decken, für die zweite in der Weise, daſs die Fadenebene ungefähr
senkrecht zur Photometerachse steht.
Die in der oben erwähnten früheren Tabelle enthaltenen günstigen
Ergebnisse in Bezug auf geringen Energieverbrauch und hohen Widerstand der Lampen
finden sich auch in der vorstehenden neuen Tabelle, und zwar in theilweise erhöhtem
Maſse, wieder. Der verhältniſsmäſsig sehr hohe Widerstand der 16-Kerzenlampe zu 120
Volt würde bei deren Anwendung z.B. für Centralstationen bedeutende Ersparnisse an
den so sehr ins Gewicht fallenden Kosten des Leitungsnetzes gestatten. Diese Lampe
sowohl, als auch die Typen zu 65 Volt sind vorzugsweise für diejenigen Lichtanlagen
bestimmt, in denen Glühlicht und Bogenlicht von derselben Maschine und von
gemeinschaftlicher Leitung aus betrieben wird (was neuerdings sehr beliebt geworden
ist), und zwar ist die letztere Spannung im Leitungskreise erforderlich, wenn die
Bogenlampen (und zwar je nach Belieben solche von 3, 6, 9, 20 oder mehr Ampère)
einzeln mit den Glühlampen parallel brennen sollen, die erstere, wenn die
Bogenlampen zu zweien hinter einander geschaltet werden.
Die der Fabrikation der Siemens und
Halske'schen Lampen zu Grunde liegende Methode ist an sich nicht neu; sie
besteht, allgemein gesagt, in einer Behandlung der Kohlenfäden in geeigneten
KohlenwasserstoffenNeben den Kohlenwasserstoffen sind auch andere Substanzen geeignet, welche im
gasförmigen Zustande auf festen erhitzten Körpern Kohlenstoff abscheiden
(z.B. Schwefelkohlenstoff). und scheint zuerst von Maxim (vgl. 1883 249 42) und
Sawyer-Man benutzt worden zu sein. Die Entstehung
der Gasretortenkohle
bietet ein Vorbild zu dieser Behandlungsweise der Kohlenfäden. Wie sich hier die
Kohlentheilchen aus dem Kohlenwasserstoffe auf den erhitzten Faden niederschlagen,
so bildet sich dort an den heiſsen Wänden der eisernen Retorte eine dicke und feste
Kohlenschicht, die sogen. Retortenkohle. Mit Hilfe dieses Verfahrens, das übrigens
ohne Zweifel vielen der heutigen Glühlampen in mehr oder weniger gelungener Weise zu
Grunde liegt, glaubte man einmal, eine gröſsere Festigkeit der Kohlenfäden erreichen
zu können, und konnte andererseits bequem die Lampen mit groſser Genauigkeit auf
bestimmte Widerstände einrichten.
Schon 1883 ist klar ausgesprochen worden, daſs der Hauptvorzug der
neuen Lampen in einer verbesserten und eine günstigere Lichtabgabe gestattenden
Oberflächensubstanz der Kohlenfäden besteht. Daſs man durch eine richtige Behandlung
der Kohlenfäden in Kohlenwasserstoffen zu einer ökonomischeren Ausstrahlung gelangen
könnte, war eine neue und jedenfalls nicht unwichtige Erkenntniſs, da es auf diese
Weise ermöglicht wurde, mit demselben Energieaufwand ungefähr ⅓ mehr Licht zu
erzeugen, oder z.B. ⅓ mehr 16kerzige Lampen zu betreiben, als es ohne Anwendung
dieses Verfahrens möglich gewesen wäre.
Daſs dieser Thatsache noch vielfach ein gewisses Miſstrauen
entgegengebracht wird, erklärt sich wohl durch den Umstand, daſs die Zubereitung der
Kohlenfäden in Kohlenwasserstoffen durchaus nicht so ohne weiteres zu den
gewünschten Ergebnissen führt. An einigen nach dem Maxim'schen Verfahren hergestellten Lampen, welche man 1883 längere Zeit
mit unveränderter Spannung brennen lieſs, zeigte sich schon nach wenigen Stunden
eine sehr erhebliche Abnahme der Lichtstärke, bis sie schlieſslich ganz roth
brannten. Wenn auch dieser Uebelstand schon damals sehr vermindert werden konnte, so
schien es dennoch vortheilhafter zu sein, ganz unzubereitete Kohlenfäden zu
benutzen, was auch bei den früheren Siemens und
Halske'schen Lampen geschah. Fortgesetzte Versuche führten aber endlich zur
Einführung des besagten Verfahrens in die Fabrikation und zur Erreichung der im
Eingange erwähnten günstigen Angaben bei den neuen Lampen.
Bei der groſsen Verbreitung, welche diese Lampen allmählich
fanden, stellten sich mit der Zeit noch einige Erfahrungen und Ergebnisse, ein,
welche im Laboratorium und bei geringer Verbreitung sich leicht der Aufmerksamkeit
entziehen. Der praktische Gebrauch einer Lampe kann ja schlieſslich allein darüber
entscheiden, ob dieselbe in allen Theilen richtig zusammengestellt ist. Von der
Praxis pflegt man Rechenschaft zu fordern über die Haltbarkeit; so wichtig dieselbe
ist, so wird ihre Bedeutung doch auch vielfach übertrieben, zumal da in der
Herabsetzung der Temperatur der Kohlenfäden ja ein sehr billiges Mittel zur
Verfügung steht, freilich auf Kosten der Oekonomie, das Leben der Lampen bis ins
Ungemessene zu verlängern. Es handelt sich hier um eine einfache Kostenfrage. Den
Anschaffungskosten der Lampen stehen gegenüber die Kosten der an ihnen
aufzuwendenden Energie und bei der heutigen Lage der Dinge ist es jedenfalls nicht
unwichtiger und unökonomischer, den Energieaufwand der Lampen möglichst zu
verkleinern, als die Haltbarkeit derselben über 800 bis 1000 Stunden hinaus zu
verlängern.
Derartige Vergleichsrechnungen sind auch mehrfach durchgeführt
worden, z.B. (wenigstens in gewissem Sinne) von Prof. W.
Dietrich in seinen Bemerkungen über die Kosten des Glühlichtes in der Zeitschrift des Vereins deutscher Ingenieure, 1885 S.
8. Als Unterlage für seine Rechnungen stützte er sich dabei auf eine von Zacharias in der Wiener Zeitschrift für Elektrotechnik, 1884 S. 275 mitgetheilte Tabelle, welche
die Haltbarkeit der Edison'schen Glühlampen angibt,
falls diese, anstatt mit ihren normalen, mit gröſseren oder geringeren Spannungen
gebrannt werden. Wenn auch Prof. Dietrich den wohl
nicht unberechtigten Vorbehalt machte, daſs ihm manche der angegebenen Werthe durch
Interpolation gewonnen zu sein schienen, so glaubte er doch auf Grund dieser Angaben
eine ungefähr zutreffende Berechnung für seine Zwecke erhalten zu können.
Hiergegen lieſse sich nicht viel einwenden, wenn nicht ein
wichtiger Umstand dabei übersehen worden wäre, welchem noch nicht die richtige
Beachtung zu Theil
geworden ist. Bekanntlich beblaken alle Glühlampen nach längerem Gebrauche etwas und
büſsen dadurch allmählich an Lichtstärke ein. Man hat sich aber, soweit mir bekannt
ist, noch nicht über die Gröſse des Lichtverlustes und über den näheren Verlauf
dieses Vorganges irgend welche Rechenschaft gegeben. Vielfache bei Siemens und Halske in dieser Richtung angestellte
Versuche haben nun den strengen Nachweis erbracht, daſs man es hier mit einem
groſsen und allgemeinen Gebrechen des Glühlichtes überhaupt zu thun hat. Es ergab
sich, daſs die Glühlampen nach längerer normaler Benutzung, z.B. während eines
Zeitraumes von 800 Stunden, eine viel gröſsere Einbuſse an Licht und eine erheblich
gröſsere Verminderung des Nutzeffectes (gegenüber dem anfänglichen) erlitten hatten,
als nach dem üblichen Glauben zu erwarten war. Die Erfahrungen erstreckten sich
zunächst auf die Siemens und Halske'schen Glühlampen,
welche noch ungefähr in der Weise hergestellt wurden, wie es zur Zeit der eingangs
erwähnten Mittheilungen über die verbesserten Glühlampen geschah. Anfänglich muſste
die Befürchtung Platz greifen, daſs es sich hier um eine besondere und
unvermeidliche Schwäche der in Kohlenwasserstoffen behandelten Kohlenfäden handle,
da es nicht zu verkennen war, daſs diese Lampen nach längerem Gebrauche ein
wesentlich trüberes Licht ausstrahlten, als es z.B. bei Lampen mit nicht
zugerichteten Kohlenfäden der Fall war. Viel mochte allerdings zu diesem ungünstigen
Ergebnisse der Umstand beigetragen haben, daſs die Beblakung bei jenen Lampen ein
schwärzliches Aussehen hatte, während sie z.B. bei Edison'schen Lampen einen mehr bräunlichen Charakter besitzt, so daſs der
Schein schlieſslich schlimmer als die Wirklichkeit war.
Jedenfalls aber erschien es dringend erforderlich, in dieser
Richtung noch wesentliche Fortschritte zu machen. Die Bemühungen waren keine
vergeblichen. Bei dem wesentlich verbesserten Verfahren, nach welchem die Siemens und Halske'schen Glühlampen nunmehr hergestellt
werden, sind Aenderungen fast in jedem Theile der Fabrikation zu erkennen, so daſs
aus diesen Versuchen eigentlich eine ganz neue Lampe hervorging. Eine besonders
wichtige Bedingung des Gelingens lag dabei in der Herstellung einer möglichst
vollkommenen Luftleere. Ein Schritt vorwärts in dieser Richtung ist namentlich durch
die neue, der Firma Siemens und Halske patentirte
Verbindungsweise der Kohlenfäden mit den Platindrähten gemacht worden (vgl. * D. R.
P. Kl. 21 Nr. 29816 vom 15. Juni 1884) und dies insbesondere dadurch, daſs es
möglich wurde, die verdickten Kohlenenden, die so schwer von den letzten
Lufttheilchen zu befreien sind, ganz fortzulassen. Die Verbindungsweise wird nun in
der Weise bewirkt, daſs die flach gehämmerten Enden der Platindrähte in engen
Spiralen um die nicht verdickten Kohlenenden herumgelegt werden. Um eine innige
Verbindung zwischen Platin und Kohle zu erzielen, wird die Verbindungsstelle mit
einer galvanischen Verkupferung oder Vernickelung bedeckt. Die obersten Windungen
der Platinspiralen müssen aber da, wo sie der glühenden Kohle zunächst liegen, von
dem galvanischen Niederschlage frei bleiben. Auf diese Weise ist es ermöglicht, daſs
das Platin trotz der unmittelbaren Nähe der glühenden Kohle nicht selbst glühend
wird und deshalb eine Gefahr der Verflüchtigung nicht vorliegt.
Die gewonnenen Erfolge veranschaulicht der Verfasser a. a. O.
durch einige Tabellen und Diagramme, welche die Ergebnisse sorgfältig angestellter
Dauerversuche enthalten. Die Dauerversuche erstreckten sich vorläufig nur auf
16kerzige Lampen zu ungefähr 100 Volt. Die Lampen waren täglich ungefähr 9 Stunden
in beständigem Betriebe. Da es sehr wichtig war, während der ganzen Betriebsdauer an
den Lampen stets eine unveränderte Spannungsdifferenz zu bewahren und zu diesem
Behufe etwaige Unregelmäſsigkeiten im Gange der Dampfmaschinen möglichst fern zu
halten, so wurde ein Apparat in den Stromkreis geschaltet, der selbstthätig durch
Ein- und Ausschaltung von Widerstand in den dünndrähtigen Schenkelkreis der
Gleichspannungsmaschine eine ziemlich gleichmäſsige Spannung an den Lampen aufrecht
erhielt. Die gröſste, bei augenblicklichen Schwankungen der Betriebsmaschine
vorübergehend beobachtete Spannungsdifferenz betrug 3 Volt.
Die Versuche wurden bei Lampen mit nach dem neuen Siemens und Halske'schen Verfahren behandelten und mit
nicht zubereiteten Kohlenfäden angestellt., wobei ein durchaus und specifisch
verschiedenes Verhalten dieser beiden Lampensorten beobachtet wurde. Allerdings kann
nicht mit Bestimmtheit behauptet werden, daſs das verschiedene Verhalten dieser
Lampen ganz allein auf die verschiedene Art der Kohlenfäden zurückzuführen ist. Denn
wenn es auch an sich am sichersten gewesen wäre, um alle Nebenumstände möglichst
übereinstimmend zu machen, daſs beide Lampensorten auf ganz gleiche Weise
hergestellt wurden, so muſste doch davon abgesehen werden um andere und vielleicht
noch gröſsere Fehlerquellen zu vermeiden. Denn die richtige Behandlungsweise eines
neuen Kohlenmaterials kann nur auf Grund vielfacher und langer Erfahrung allmählich
gefunden werden und diese Erfahrung stand in Bezug auf nicht behandelte Kohlenfäden
hier nicht zu Gebote. Es erschien daher am zweckmäſsigsten, für diesen Theil der
Versuche amerikanische Edison-Lampen zu benutzen, welche einen Faden aus verkohlter
Bambusfaser von rechteckigem Querschnitte besitzen. Die Messungen erstreckten sich
über einen Zeitraum von 800 Stunden und wurden in Zeiträumen von 100 Stunden in
Bezug auf Lichtstärke, Stromstärke und Spannung ausgeführt. Die Tabelle II enthält
zunächst diejenigen Messungen, welche an je 10 Lampen mit beiderlei Kohlenfäden
ausgeführt wurden. Die eingetragenen Werthe sind jedesmal die Mittelwerthe aus den
Messungen der je 10 Lampen. Die Lampen brannten bei diesen Versuchen mit ihrer
normalen Spannung, bei welcher sie ihr normales Licht von 16 Kerzen geben
sollten.
Tabelle II.
Brenn-dauerinStunden
Span-nung inVolt
StrominAmpère
Licht-stärke
inNormal-kerzen
Zahl derNormal-kerzen fürdie
elek-trischePferdestärke
Bemerkungen
A) Lampen mit nicht
behandelten Kohlenfäden
0100200300400500600700800
969696969696969696
0,7100,6740,6560,6540,6500,63610,6320,63010,6301
19,915,714,313,813,212,912,211,111,0
215178167160
155,5155148135134
Nach 50 Stunden 1 Lampe geplatzt
„ 280 „ 1 „ „ „ 650
„ 1 „ durch-
gebrannt.Die übrigen 7 Lampen noch vorhanden.
Hiernach betrug die gröſste Abweichung in der Lichtstärke 8,9
Kerzen; die Lampen brannten während der 800 Stunden im Mittel mit 13,58 Kerzen und
mit einem mittleren Nutzeffecte von 159,1 Normalkerzen für die elektrische
Pferdestärke. Am Ende der Messungen betrug der Nutzeffect nur noch 0,623 des
anfänglichen, war die Lichtstärke auf 0,553 ihres Anfangswerthes herabgegangen und
zeigte der Widerstand (heiſs) eine Zunahme von 12,7 Proc.
B) Lampen mit behandelten
Kohlenfäden.
0100200300400500600700800
969696969696969696
0,5500,5500,5500,5440,5440,5400,5350,5280,528
17,517,517,517,016,515,9 15,0514,514,5
244244244239232225215213213
Die 10 Lampen beim Schlusse
desVersuches noch vorhanden.
Der gröſste Unterschied in der Lichtstärke beträgt hier 3 Kerzen.
Die Lampen brannten im Mittel mit einer Lichtstärke von 16,24 Normalkerzen und einem
mittleren Nutzeffecte von 230,1 Normalkerzen für die elektrische Pferdestärke. Der Nutzeffect hatte sich
im Laufe der 800 Stunden auf 87,3 Proc. vermindert, die Lichtstärke auf 0,829 ihres
anfänglichen Werthes. Die Widerstandszunahme beträgt 4,2 Proc.
Entwirft man zur Veranschaulichung dieser Ergebnisse Curven, indem
man als Abscissen die Brennstunden wählt, als Ordinaten die Nutzeffecte oder die
Anzahl Normalkerzen, welche von einer elektrischen Pferdestärke erzeugt werden, so
zeigt die Gestalt der Curven auch insofern einen charakteristischen Unterschied, als
bei den nicht behandelten Kohlenfäden der Nutzeffect in der ersten Zeit
verhältniſsmäſsig schnell abnimmt, während gerade an dieser Stelle die behandelten
Kohlen eine viel gröſsere Unveränderlichkeit zeigen.
Es war nun von Interesse, etwas weiter zu verfolgen, wie sich die
beiden Lampensorten wohl verhalten würden, wenn man die Versuche mit höherem
Anfangsnutzeffecte anstellte. Es wurden wiederum von jeder Sorte 10 Stück in Betrieb
gesetzt und die 20 Lampen zusammen von einem gemeinschaftlichen Stromkreise aus
gespeist. In der Tabelle III sind ebenfalls nur die Mittelwerthe von je 10 Lampen
angegeben.
Tabelle III.
Brenn-dauerinStunden
Span-nung in Volt
Stromin Ampère
Licht-stärke in
Normal-kerzen
Zahl der Normal-kerzen fürdie
elek-trischePferdestärke
Bemerkungen
A) Lampen mit nicht behandelten
Kohlenfäden.
0100200300400500600700800
100100100100100100100100100
0,6870,6660,6660,6640,6530,6400,6340,6300,620
24,2515,715,315,214,713,713,313,112,5
259173169167165157154153148
Nach 500 Stunden brannte 1
Lampe durch; die übrigen 9 Lampen waren beim Schlusse des
Versuches noch vorhanden
Bei Beendigung dieses Versuches war der Nutzeffect auf 0,571 und
die Lichtstärke auf 0,515 ihres Anfangswerthes herabgegangen. Die gröſste Abweichung
in der Lichtstärke beträgt 11,75 Kerzen, die mittlere Lichtstärke während der 800
Stunden belief sich auf 14,94 Kerzen, der mittlere Nutzeffect auf 167,7 Normalkerzen
für die elektrische Pferdestärke. Die Widerstandszunahme beträgt 10,8 Proc. –
Vergleicht man diese Werthe mit denen in Tabelle II A, so muſs man die letzteren
trotz des etwas geringeren mittleren Nutzeffectes doch für günstiger halten, weil
die Abnahme des Lichtes nicht nur geringer, sondern auch besonders stetiger ist.
B) Lampen mit behandelten
Kohlenfäden.
0100200300400500600700800
100100100100100100100100100
0,5520,5500,5500,5480,5470,5450,5450,5400,532
25,022,522,021,020,018,617,116,015,3
333300290282270251230218210
Alle 10 Lampen waren beim
Schlussedes Versuches noch vorhanden.
In Tabelle III B beträgt der gröſste Unterschied in der
Lichtstärke 9,7 Kerzen, die Widerstandszunahme ist 3,8 Proc; die mittlere
Lichtstärke während der Versuchsdauer belief sich auf 19,67 Kerzen, der mittlere
Nutzeffect auf 264,1 Normalkerzen für die elektrische Pferdestärke. Nach 800
Brennstunden hatte der Nutzeffect noch 0,631 seines ursprünglichen Werthes, während
die Lichtstärke auf 0,612 ihres Anfangswerthes herabgegangen war.
Diese Verhältnisse lassen sich durch ein Diagramm in gleicher
Weise erläutern wie die in Tabelle II. Bei einer Vergleichung der bezüglichen
Linienzüge II B und III B (behandelte Kohlenfäden) ergibt sich zunächst, daſs man
bei letzterer, wo der Anfangsnutzeffect 340 Normalkerzen für die elektrische
Pferdestärke beträgt, einen besseren mittleren Nutzeffect erhält als bei der Curve
II B, wo der Nutzeffect mit 244 Kerzen für die Pferdestärke beginnt. Die mittleren
Nutzeffecte verhalten sich wie 264,1 : 230,1 oder wie 100 : 87,1. Die Linie II B
zeichnet sich jedoch ihrerseits durch eine bei Weitem gröſsere Constanz und
Gleichförmigkeit aus. Wenn auch ganz davon abgesehen würde, daſs in Uebereinstimmung
mit Curve II B gefertigte Lampen offenbar viel länger halten würden als solche nach
III B, so war es doch für die Firma Siemens und Halske
allein schon deshalb nicht zweifelhaft, daſs Lampen nach Curve II B zweckmäſsiger
sind, weil eine Verminderung der Lichtstärke bis auf 0,61 des Anfangswerthes für die
Praxis als nicht zulässig erscheinen kann. Eigenthümlich ist übrigens der Umstand,
daſs innerhalb derselben Brenndauer (800 Stunden) die Widerstands zunähme bei den
höher erhitzten Lampen (Tabelle III A und B) geringer ist als bei den weniger
erhitzten (Tabelle II A und B). Es folgt daraus, daſs die Verminderung der
Lichtstärke im ersteren Falle in höherem Halse auf die Beblakung zu schieben ist als
im letzteren. Der Hauptgrund der Lichtverminderung liegt jedoch in allen Fällen in
der Erhöhung des Widerstandes.
Die Linienzüge II A und III A (nicht behandelte Fäden) überraschen
besonders durch ihren eigenthümlich unstetigen Verlauf. Trotz der sehr verschiedenen
Anfangswerthe der Nutzeffecte ist ja bereits nach einer Brenndauer von 100 Stunden
eine ziemlich vollständige Annäherung erreicht. Der Nutzeffect belief sich in beiden
Fällen nach 100 Stunden auf etwas weniger als 180 Kerzen für die elektrische
Pferdestärke, während die entsprechenden Anfangswerthe 260 und 220 waren. Zur
weiteren Aufklärung dieser Verhältnisse wurde das Verhalten derartiger Lampen bei
noch höherer Fadentemperatur bezieh. bei noch höherem Anfangsnutzeffecte untersucht.
Dieser Versuch wurde mit 10 Lampen angestellt und wiederum die Mittel aus den
Messungen der einzelnen Lampen in eine Tabelle eingetragen. Da es hier hauptsächlich
darauf ankam, das anfängliche Verhalten der Lampen zu studiren, so wurden die
Versuche nach einer Dauer von 100 Stunden abgebrochen. Die Messungen fanden dagegen
alle 10 Stunden statt. Der Verlauf der nach dieser Tabelle verzeichneten Curve
zeigt, daſs auch in diesem Falle der Nutzeffect nach ungefähr 100 Stunden auf
denselben Betrag (von 328 auf 175 Normalkerzen) herabgegangen war wie bei den nach
Tabelle II A und III A erhaltenen Linienzügen. Uebrigens waren nach 11½ 22, 26 und
85 Stunden je 1 Lampe durchgebrannt; die übrigen 6 Lampen waren nach 100 Stunden
noch vorhanden.
Schlieſslich wurde noch aus einem letzten Dauerversuche bei noch
mehr erhöhtem Anfangsnutzungseffecte der Verlauf der Curve ermittelt. Die
Haltbarkeit der Lampen war entsprechend der höheren Temperatur der Kohlenfäden eine
nur geringe, da bereits nach 13 Stunden die letzte der 6 Lampen durchbrannte.
Deshalb fanden auch in diesem Falle die Messungen stündlich statt. Der Verlauf der
betreffenden Curve läſst eine so erhebliche Verminderung des Nutzeffectes in den
wenigen Stunden erkennen, daſs es sehr wahrscheinlich ist, daſs nach 100 Stunden der
Nutzeffect sicher nicht gröſser gewesen wäre als in den Fällen II A, III A und IV,
falls die Lampen so lange gehalten hätten.
Faſst man nun die an den Lampen mit nicht zubereiteten Kohlenfäden
erhaltenen Ergebnisse zusammen, so kommt man zu der Schluſsfolgerung, daſs es keinen
Zweck hat, diese Lampen mit einem höheren Anfangsnutzeffecte auszugeben als mit
ungefähr 170 Normalkerzen für die elektrische Pferdestärke. Somit hat sich auch die
Grundlage für jene Berechnungen, welche je nach dem Preise der Lampen die
geeignetsten Werthe für deren Lebensdauer und Nutzeffect ermitteln wollen, als
vollkommen trügerisch erwiesen.
Aus den Untersuchungszahlen mit den behandelten Kohlenfäden ergibt
sich, daſs das Verfahren, nach welchem die Siemens und
Halske'schen Glühlampen hergestellt werden, zweckmäſsig und sehr
vortheilhaft ist. Während früher nur nachgewiesen war, daſs diese Lampen bei gleicher Temperatur ein weit
ökonomischeres Licht ausstrahlten als Lampen mit nicht zubereiteten Kohlenfäden, so
haben die jetzigen Versuche festgestellt, daſs diesen Lampen auch in besonders hohem
Maſse die Fähigkeit innewohnt, ihren hohen Nutzeffect während der üblichen
Gebrauchszeit aufrecht zu erhalten und ein gleichförmiges Licht zu bewahren.
Es war schon oben erwähnt, daſs die Siemens und Halske'schen Lampen zu 100 Volt und 16 Kerzen nach Vorschrift
der Untersuchung II B hergestellt werden und nicht nach III B, obwohl hier der
mittlere Nutzeffect etwas besser ist. Neuerdings werden Lampen verschiedener Systeme
auf den Markt gebracht, deren ungewöhnlich hoher Nutzeffect gerühmt wird; derselbe
wird auf 2½, auch auf 2¼ Volt-Ampère für die Normalkerze angegeben. Die
Eigenschaften solcher Lampen zu 100 Volt und 16 Kerzen könnten bestenfalls durch die
Curve III B dargestellt werden. Drückt man die bisher in Normalkerzen für die
Pferdestärke angegebenen Nutzeffecte dieser Curve in Volt-Ampère für die Normalkerze
aus, so erhält man für den Anfangsnutzeffect 2,2 Volt-Ampère für die Normalkerze,
für den mittleren Nutzeffect 2,8, während sich für den Linienzug II B (Normalcurve
für die Siemens und Halske'sche Lampe) die
entsprechenden Werthe auf 3,1 und 3,3 stellen. Wenn auch nicht zu bezweifeln ist,
daſs die sogenannten 2¼-Volt-Ampère-Lampen von ausreichender Haltbarkeit sein
könnten, so dürfte es doch nach dem Gesagten zweckmäſsiger sein, nicht unter 3
Volt-Ampère für die Normalkerze herunterzugehen. Diese Bemerkung muſs jedoch
einstweilen beschränkt bleiben auf die 16-Kerzen-lampen zu 100 Volt und alle
diejenigen Lampen, deren Kohlenfäden von noch geringerem Querschnitte sind. Es hat
sich nämlich gezeigt, daſs das beschriebene Verfahren, die Kohlenfäden zu behandeln,
sich noch besser für dickere Kohlenfäden eignet und daſs die erhaltenen Ergebnisse
hier noch günstigere sind. Hierüber sollen nach Beendigung der Versuche weitere
Mittheilungen folgen.
Zum Schlusse noch eine Bemerkung. In obiger Auseinandersetzung
waren den zubereiteten Kohlenfäden (nach dem Systeme Siemens
und Halske) schlechtweg die nicht behandelten Kohlenfäden gegenüber
gestellt. Es kann eingewendet werden, daſs die Untersuchungen mit letzteren sich nur
auf ein einziges Material (Bambus) bezogen, daſs ferner die zu dieser Untersuchung
benutzten Lampen in noch anderen Einzelheiten von den Siemens und Halske'schen Lampen abwichen und daſs vielleicht letzterer
Umstand die Form der Versuchscurven mit beeinfluſst haben möchte. Es ist jedoch
nicht anzunehmen, daſs es verkohlte Fasern gibt, welche die Bambusfaser an
Festigkeit und Brauchbarkeit für Glühlampenzwecke übertreffen könnten. Auf die
Schwierigkeit, die Bambusfasern in Glühlampen nach im Uebrigen Siemens und Halske'scher Construction zu erproben, habe
ich bereits hingewiesen. Der Versuch soll aber trotzdem zur Ausführung kommen; doch
werden voraussichtlich die gefundenen charakteristischen Eigenthümlichkeiten jener
Kohlenfaser sich auch in diesem Falle wiederfinden.