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Glühlampe,

 

die am weitesten verbreitete, zur Gruppe der Temperaturstrahler gehörende elektrische Lichtquelle. Ein Metallfaden, der Glühdraht (meist eine Wolframwendel), wird in einem evakuierten oder mit einem indifferenten Gas gefüllten Glaskolben durch den elektrischen Strom zum Glühen (2 500-3 000 ºC) und damit zur Lichtemission gebracht. Dabei werden etwa 95 % der zugeführten elektrischen Energie in Wärme umgewandelt, nur der Rest von etwa 5 % in Licht. Die Lichtausbeute der Glühlampe beträgt je nach Größe und Bauart bei den Allgebrauchslampen, die normalen Beleuchtungszwecken dienen, etwa 8-20 lm/Watt; bei Sonderlampen liegt sie meist höher, allerdings auf Kosten der Lebensdauer. Diese beträgt bei den Allgebrauchslampen im Mittel 1 000 Stunden, bei Sonderlampen mit höherer Lichtausbeute oft erheblich weniger. Das Streben nach höchstmöglicher Lichtausbeute bei ausreichender Lebensdauer wird jedoch durch die bei Temperaturen kurz unterhalb des Schmelzpunktes des Glühdrahtes merklich zunehmende Verdampfung begrenzt. Durch die Füllung der Glühlampe mit Edelgasen (z. B. Argon mit rd. 10 % Stickstoff) kann die Verdampfungsgeschwindigkeit des Glühdrahtes verlangsamt und die Lichtausbeute bei gleicher Lebensdauer erhöht werden; allerdings erhöht sich dadurch die Wärmeleitung, und die Wärmeverluste der Glühlampe steigen. Eine Verbesserung ergibt die Verwendung des schweren Edelgases Krypton (oder auch Xenon), da dieses eine geringere Wärmeleitung besitzt, wodurch eine Steigerung der Lichtausbeute bis zu 10 % gegenüber Standardlampen erreicht werden kann. Auch eine Wendelung oder Doppelwendelung des Glühdrahtes bringt eine Verbesserung der Lichtausbeute durch Verminderung des Wärmeüberganges vom Draht zum Gas infolge Konvektion.

 

Bei der Herstellung des Glühdrahtes geht man, anders als bei leichter schmelzenden technischen Metallen, von Wolframpulver aus, das zu Vierkantstäben gepresst, bei rund 3 000 ºC gesintert, dann zu längeren runden Stäben gehämmert, schließlich in zahlreichen Arbeitsgängen zu Drähten von bis zu etwa 20 μm Durchmesser gezogen wird. Die Bestandteile des Innenaufbaus der Glühlampe (hauptsächlich Tellerrohr, Stab, Pumpröhrchen) sowie die Glaskolben werden maschinell hergestellt. Die Stromzuführung besteht längs der Einschmelzung aus Eisen-Nickel-Draht mit Kupfermantel von der gleichen Wärmeausdehnung wie das Glas, um eine gas- oder vakuumdichte Verbindung zu erreichen.

 

Die bei weitem gebräuchlichsten Glühlampentypen sind die Allgebrauchslampen, die in genormten Leistungen für die üblichen Netzspannungen geliefert werden (z. B. Hauptreihe für 220-230 V: 25; 40; 60; 100; 150; 200; 300; 500; 1 000 W). Sie werden mit Klarglas-, innen mattiertem oder Opalglaskolben hergestellt. Von den vielen übrigen Typen gibt es u. a. Kleinlampen (für Taschenlampen, Skalenbeleuchtung, Fahrzeuge), Sonderlampen (für Foto-, Scheinwerfer-, Projektor-, Signaltechnik). Die überwiegende Infrarotstrahlung wird bei Sonderlampen für Lacktrocknung oder medizinische Bestrahlung ausgenutzt. Bei Reflektorlampen ist der Glaskolben teilweise innen verspiegelt und als geeignet geformter Reflektor ausgebildet (Breit- oder Engstrahler); besondere Vorteile (hohe Lichtausbeute, lange Lebensdauer) bietet die Halogenglühlampe. - Bei den unter der Bezeichnung »elektronische Glühlampen« (Energiesparlampen) im Handel angebotenen Lampen handelt es sich um Leuchtstofflampen, die einen der Glühlampe angepassten Sockel besitzen und daher in eine gewöhnliche Glühlampenfassung eingedreht werden können.

 

Geschichte:

 

Der nach Amerika ausgewanderte deutsche Uhrmacher Henry Goebel (* 1818, ✝ 1893) erfand 1854 die erste praktisch brauchbare Glühlampe, indem er einen verkohlten Bambusfaden in eine luftleere (evakuierte) Flasche einschmolz. Er wertete seine Erfindung technisch jedoch nicht aus. Der Brite J. W. Swan fand 1878 in einem mit verdünnter Schwefelsäure vorbehandelten verkohlten Baumwollfaden ein geeignetes Material für den Glühfaden und gründete 1881 in London die »Swan United Electric Light Company Limited«, nachdem er seit 1879 auch das Problem des Evakuierens der Glaskolben gelöst hatte. T. A. Edison experimentierte seit 1878 an der Herstellung von Glühlampen, fand 1879 die verkohlte Bambusfaser als den geeignetsten Glühfaden und begann sofort mit der Herstellung von Glühlampen in der »Edison Electric Light Company«. In Deutschland nahm die 1883 gegründete »Deutsche Edison-Gesellschaft für angewandte Electricität« (später AEG) die Lampenfertigung auf der Grundlage der Edison-Patente auf, während W. Siemens 1882 mit der Herstellung von Glühlampen nach dem Vorbild Swans begonnen hatte.

 

Die Osmium-Metalldrahtlampe von C. Auer von Welsbach (1902) und die Tantaldrahtlampe (1903) bildeten eine ernsthafte Konkurrenz für die Kohlenfadenlampe. 1906 wurde die erste Wolframdrahtlampe gebaut, die W. D. Coolidge weiter verbesserte, indem er fein gezogene Wolframdrähte einsetzte, die in einem von ihm entwickelten Verfahren aus Metallpulver hergestellt wurden. Die Verwendung eines Argon-Stickstoff-Gemischs wurde 1913 von I. Langmuir eingeführt, im gleichen Jahr der gewendelte Glühdraht. Seit 1936 wird Krypton als Füllgas verwendet. 1958 wurden erstmals Xenonlampen von 20 000 Watt zur Straßenbeleuchtung eingesetzt.