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Sockel für elektrische Lampen
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Lampen und betrifft Lampensockel, die aus einem verhältnismässig dünnen Metallmantel bestehen, an den ein aus Glas bestehender Isolator angepresst ist.
Lampensockel, die aus einem dünnen Metallmantel, gewöhnlich aus Messing, bestehen und bei denen an einem Ende ein Glaskörper als Isolator angepresst ist, werden gegenwärtig allgemein in der Weise hergestellt, dass man den Messingmantel in eine metallische Pressform einsetzt, in diese Form eine Charge geschmolzenen Glases einbringt, diese Charge von Glas mittels eines Pressstempels in die gewünschte Form presst, hierauf mit Hilfe eines stiftförmigen Stempels das Glas vom Ösenloch des Sockels entfernt und schliesslich, nachdem sich das Glas hinreichend abgekühlt hat, um seine Form beizubehalten, den Sockel aus der Pressform auf ein Kühlband ausstösst.
Nach dem Ausstossen der Sockel aus den Pressformen der Maschine für die Sockelherste11ung wäre es am günstigsten, das Glas einem durch- greifenden Glüh-oder Anlassprozess zu unter- werfen, um die inneren Spannungen in diesem zu beseitigen und hiedurch Sprünge und Brüche des Glases, die bisher insbesondere bei grossen
Sockeltypen zu einem verhältnismässig hohen
Prozentsatz an Ausschuss führten, auf ein Minimum herabzusetzen. Ein solches Glühen des Glases ist jedoch nicht durchführbar, weil hiebei zugleich mit dem Glas auch die Messingmantel geglüht werden und infolgedessen ihre Festigkeit oder
Widerstandsfähigkeit gegen Eindrücken weit- gehend einbüssen würden.
Nach der allgemein üblichen Praxis werden deshalb bei der Sockel- herstellung die Sockel rasch auf die Raum- temperatur abgekühlt, um ein wesentliches Aus- glühen der Messingmäntel zu verhindern. Wenn ein Sockel so rasch abgekühlt wird, wird zwar der Messingmantel nicht wesentlich ausgeglüht, doch gilt das auch für das Glas, und infolgedessen verbleibt im Glas ein Spannungszustand, der insbesondere bei grossen Sockeltypen zu Sprüngen oder Brüchen des Glases führt und daher einen verhältnismässig grossen Prozentsatz Ausschuss (Sockel mit gesprungenem oder gebrochenem Glaskörper), den sogenannten"Schwund"ver- ursacht.
Die vorstehend erwähnten Schwierigkeiten könnten zum Teil durch Anwendung von dickeren Messingmänteln überwunden werden, weil es dann möglich wäre, die Sockel vollständig auszuglühen und trotzdem eine hinreichende Festigkeit der Mäntel zu gewährleisten, oder aber durch Verwendung einer Glassorte mit geringerer Wärmedehnung, die sich ohne zu springen, rasch abkühlen lässt. In beiden Fällen würden jedoch die anwachsenden Materialkosten jede Einsparung zunichte machen, die durch Verminderung des Ausschusses (Sockel mit gesprungenem oder gebrochenem Glaskörper) erzielbar wäre. Es wurde deshalb ständig nach einem Glas für Lampensockel gesucht, das weniger leicht springt und doch die Herstellungskosten des Sockels nicht über die mögliche Einsparung hinaus erhöht, welche durch Herabsetzung des Ausschusses erzielt werden kann.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung sind Lampensockel der beschriebenen Art, die beträchtlich weniger zum Springen und Brechen der daran angebrachten Glasisolation neigen und qualitativ im Vergleich zu den bisher allgemein verwendeten Sockeln wesentlich verbessert sind.
Ein weiteres Ziel der Erfindung sind Lampen- sockel, die nicht nur mit wesentlich verbesserter
Qualität und geringerem Ausschuss durch Bruch der daran vorgesehenen Glasisolation hergestellt werden können, sondern auch im wesentlichen zu den gleichen oder geringeren Kosten wie die früheren Sockel.
Weitere Ziele und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung einer Aus- führungsform derselben an Hand der beigegebenen
Zeichnungen hervor, die einen Querschnitt durch den Sockel einer elektrischen Glühlampe gemäss der Erfindung zeigt.
Wie dargestellt ist, besteht der Lampensockel I gemäss der Erfindung aus einem rohrförmigen, verhältnismässig dünnen Metallmantel 2 ; der vorzugsweise aus Messing hergestellt ist und je nach Art und Grösse des Sockels eine Wand- stärke von 0. 12 bis 0. 28 mm hat. Die Wandstärke bei den im Handel als normale Schraubsockel
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geführten Sockeln liegt ebenso zwischen etwa 0#12 und 0-15 mm, während für grössere Sockeltypen, wie beispielsweise für den sogenannten Goliathsockel, Wandstärken bis zu 0-28 mm verwendet werden. Der Mantel 2 ist an einem Ende mit einem nach innen gekehrten Flansch 3 versehen, an den ein Glaskörper 4 als Isolator angepresst ist, welcher dieses Ende des Mantels abschliesst.
Der dargestellte spezielle Sockel 1 ist ein Schraubsockel, bei dem der Mantel 2 mit einem Aussengewinde 5 ausgestattet ist, welches das Einschrauben des Sockels in eine Schraubfassung für die Lampe ermöglicht. Der Sockel 1 kann ferner einen oder mehrere Endkontakte oder Ösen 6 aufweisen, die vom Isolator 4 getragen werden und eine Öffnung 7 besitzen, durch welche ein Zuleitungsdraht für die elek- trische Lampe gezogen und am Endkontakt verlötet oder in anderer Weise befestigt werden kann ; der Isolator 4 ist für diesen Zweck ebenfalls mit einer Öffnung 8 ausgestattet, die sich an die Öffnung 7 am Endkontakt anschliesst.
Das Glas, welches für den Sockel 1 bzw. den Isolator 4 verwendet wird, ist in der Technik als"weiches"Glas bekannt und gewöhnlich ein Natronkalkglas ; es hat einen verhältnismässig hohen, von ungefähr 85-95. 10-7 reichenden Ausdehnungskoeffizienten, im Gegensatz zu der verhältnismässig geringen Ausdehnung von "harten"Gläsern, deren Ausdehnungskoeffizient ungefähr 32-37. 10-7 beträgt. Soweit bekannt, wurden die Gläser hoher Ausdehnung, die bisher für die Sockelherstellung verwendet wurden, stets durch Wiedereinschmelzen von Bruchglas und durch Zufügen von Mangandioxyd zwecks
Färbung des Glases erhalten.
Der Prozentsatz des erforderlichen Mangandioxyds hängt vom verwendeten Bruchglas ab ; gewöhnliches Flaschen- bruchglas benötigt einen Zusatz von 4 bis 6%
Mangan, um dem Glase eine gute Färbung zu erteilen, während Bruchglas von Lampenkolben nur etwa 2% Mangan für eine gute Einfärbung benötigt. Der Grund für diesen Unterschied in der erforderlichen Manganmenge für Bruchglas von Flaschen und Lampenkolben liegt darin, dass das Flaschenbruchglas im allgemeinen eine beträchtliche Menge von kohlenstoffhaltigen Bei- mengungen in Form von Schmutz und bei den bernsteinrarb1gen Flaschen auch Kohlenstoff selbst enthält.
Dieser Kohlenstoff reduziert das Mangan- dioxyd zu einer niedrigeren Oxydationsstufe, die farblos ist, weshalb mehr Mangan erforderlich ist, um eine Färbung zu erhalten und zu ver- hindern, dass das Glas im Endprodukt klar ist.
Typische Zusammensetzungen von Bruchglas aus Flaschen und Lampenkolben, die bei der Herstellung von Lampensockeln gemäss der Erfindung Anwendung finden, sind folgende :
EMI2.1
<tb>
<tb> Flaschenbruchglas <SEP> Kolbenbruchglas
<tb> SiOa <SEP> 71-0-74 <SEP> % <SEP> 71-0-74 <SEP> %
<tb> Al <SEP> 0, <SEP> 0#5- <SEP> 2#0% <SEP> 0#8- <SEP> 2#0%
<tb> BaO <SEP> 00-0-5 <SEP> 0-0-0-0%
<tb> CaO <SEP> 5-0-11-0% <SEP> 4-5-6-0"o
<tb> MgO <SEP> 0. <SEP> 0- <SEP> 5'000 <SEP> 3, <SEP> 0- <SEP> 4-0%
<tb>
EMI2.2
<tb>
<tb> PlMehenbruehglan <SEP> KolbenbruchgtM
<tb> Na2O <SEP> 13#0-16#0% <SEP> 16#0-17#4%
<tb> K, <SEP> 0 <SEP> 0-3-0-6% <SEP> 0- <SEP> !- <SEP> 0-6%
<tb> BtO, <SEP> 0-0-1-0% <SEP> 0-0-1.
<SEP> 0%
<tb> SOg <SEP> 0-1-0-4% <SEP> 0-1-0-4%
<tb>
Die Färbung des in den Lampensockeln verwendeten Glases erfolgt nur mit Rücksicht auf das verbesserte Aussehen. Klarglas wäre technisch für diesen Zweck ebenso gut verwendbar, würde jedoch die Fehler im Glas und die Sockelverkittung der fertigen elektrischen Lampe nicht verdecken ; auch würde Klarglas keinen so guten Farbkontrast mit dem glänzenden Messingmantel des Sockels ergeben.
Es ist bekannt, dass Gläser, die mit verschiedenen Oxyden gefärbt sind, bei erhöhter Temperatur (500 C oder höher) für Infrarot andere Durchlässigkeit zeigen als bei normaler Raumtemperatur. Die sichtbare Farbe des Glases oder die Farbintensität bei Raumtemperatur gibt keinen Hinweis auf die bei 500 C oder mehr auftretende Infrarotdurchlässigkeit. Auf Grund dieser Erkenntnis wurde gefunden, dass Gläser, die mit Kobaltoxyd gefärbt sind, mit geringerer Sprung-und Bruchgefahr in Lampensockeln eingepresst und schneller gekühlt werden können als Gläser, welche mit Mangan gefärbt sind. Mit Kobalt gefärbtes Glas ist nämlich bei höheren Temperaturen für die infraroten Strahlen besser durchlässig als Manganglas.
Aus diesem Grunde kann sich die Hitze in einem gepressten Stück eines mit Kobaltoxyd gefärbten Glases besser durch den Glaskörper verteilen, wodurch selbst bei rascher Abkühlung ohne nachfolgendes Ausglühen oder Anlassen weniger Spannungen im Glas auftreten. Diese Wirkung wird erhalten, obwohl das Glas bei Raumtemperatur für das Auge die gleiche sichtbare Farbintensität besitzt. Der einzige wahrnehmbare Unterschied zwischen den beiden Gläsern besteht darin, dass das Kobaltglas im reflektierenden Licht ein Blauton, das Manganglas hingegen einen mehr violetten Ton hat.
Gemäss der Erfindung kann die Menge des in der fertigen Glaszusammensetzung vorhandenen
Kobaltoxyds zwischen etwa 0-03 und etwa
1 Gew.-% liegen. Vorzugsweise wird jedoch der Zusatz an Kobaltoxyd so niedrig gewählt, wie dies gerade noch zur Erzielung einer be- friedigenden Färbung des Glases erforderlich ist.
So kann eine befriedigende Färbung mit ungefähr 0. 062% Kobaltoxyd in der Glaszusammensetzung erhalten werden.
Die ungefähre Zusammen- setzung eines typischen Glases gemäss der Er- findung ist folgende :
EMI2.3
<tb>
<tb> SiOa <SEP> 65-0-73-0%
<tb> Al203 <SEP> 0-5-2-0%
<tb> BaO <SEP> 0-0-0-5%
<tb> CaO <SEP> 4-0-11'00/0
<tb> MgO <SEP> 0-5-2-5%
<tb> Na20 <SEP> 13. <SEP> 0-19'0%
<tb> K20 <SEP> 0-1-0-6%
<tb> BjjOs <SEP> 0-0-2-0%
<tb> CoO <SEP> 0-03-1-0%
<tb>
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Auf der Grundlage der gegenwärtigen Materialpreise sind die Kosten für die Färbung von Bruchglas aus Lampenkolben mit Kobaltdioxyd ungefähr gleich gross wie die Kosten bei einer Färbung mit Mangan. Bei Färbung von Gläsern aus Flas (. henbruch ist die Anwendung von Kobaltoxyd beträchtlich billiger als die Anwendung von Mangan.
Das beruht darauf, dass Kobaltoxyd, im Gegensatz zu Mangandioxyd, nicht zu einer niedrigeren Oxydationsstufe reduziert wird, in der es seine Farbe verliert, weshalb eine minimale Menge an Kobaltoxyd verwendet werden kann. Ein weiterer Vorteil der Anwendung von Kobaltoxyd als Färbungsmittel liegt darin, dass die erforderliche Menge sehr gering, nämlich nur etwa 0. 55 kg für eine Tonne Bruchglas ist, während im Vergleich dazu bis 55 kg Mangandioxyd je Tonne Bruchglas benötigt werden. Es ist daher weniger Speicherraum und weniger Arbeitsaufwand für die Handhabung dieses Rohmaterials erforderlich. Wegen der sehr staubigen Beschaffenheit von Mangandioxyd werden die Werkstätten bei der Mischung der erforderlichen grossen Mengen von Mangan- dioxyd mit schwarzem Staub bedeckt.
Dieser Übelstand ist bei Anwendung von Kobaltoxyd nicht gegeben.
Durch Anwendung der erfindungsgemässen
Glaszusammensetzung wird das Auftreten ge- sprungener oder gebrochener Gläser in den hergestellten Sockeln im wesentlichen vermieden und es wird eine viel bessere Sockelqualität bei gleichen oder geringeren Kosten erhalten.
Neben der wesentlichen Herabsetzung des Ausschusses vermindert die durch Anwendung der erfindungsgemässen Glaszusammensetzung erzielte Herabsetzung der Spannungen in der Glasisolation 4 auf ein Minimum die Wahrscheinlichkeit der Entstehung von Sprüngen oder Brüchen in dieser Glasisolation während der nachfolgenden Handhabung der fertigen Sockel oder während deren Einführung in die elektrischen Lampen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Sockel für elektrische Lampen, bestehend aus einem verhältnismässig dünnen Metallmantel und einem gefärbten Glaskörper aus gepresstem Glas mit hohem Ausdehnungskoeffizienten, dadurch gekennzeichnet, dass der Glaskörper (4) als Farbmittel Kobaltoxyd, vorzugsweise in einer
EMI3.1
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Sockets for electric lamps
The invention relates to electric lamps and relates to lamp bases which consist of a relatively thin metal jacket onto which an insulator made of glass is pressed.
Lamp bases, which consist of a thin metal jacket, usually brass, and in which a glass body is pressed as an insulator at one end, are currently generally manufactured in such a way that the brass jacket is inserted into a metallic press mold, a batch is melted into this mold Introduces glass, presses this batch of glass into the desired shape using a press die, then removes the glass from the eyelet hole of the base with the aid of a pin-shaped stamp and finally, after the glass has cooled down sufficiently to retain its shape, the base from the mold ejects onto a cooling belt.
After the base has been ejected from the press molds of the machine for base production, it would be best to subject the glass to a thoroughgoing annealing or tempering process in order to eliminate the internal stresses in it and thereby cause cracks and breaks in the glass so far especially with large ones
Socket types at a relatively high
Percentage of rejects resulted in minimizing. Such an annealing of the glass cannot be carried out, however, because the brass casing is annealed at the same time as the glass and consequently its strength or
Resistance to impressions would largely forfeit.
According to general practice, the bases are therefore quickly cooled down to room temperature during base manufacture in order to prevent the brass sheaths from significantly annealing. If a base is cooled so quickly, the brass jacket is not significantly annealed, but this also applies to the glass, and as a result, a state of tension remains in the glass, which leads to cracks or breaks in the glass, especially with large types of base, and therefore a relatively large percentage Scrap (base with cracked or broken glass body), which causes so-called "shrinkage".
The difficulties mentioned above could be overcome in part by using thicker brass jackets, because it would then be possible to completely anneal the base and still ensure sufficient strength of the jackets, or by using a type of glass with lower thermal expansion, which can be broken without cracking , lets it cool down quickly. In both cases, however, the increasing material costs would nullify any savings that could be achieved by reducing rejects (base with cracked or broken glass body). There has therefore been a constant search for a glass for lamp bases that cracks less easily and yet does not increase the production costs of the base beyond the possible savings that can be achieved by reducing the rejects.
An object of the present invention is lamp bases of the type described, which are considerably less prone to cracking and breaking of the glass insulation attached to them and which are substantially improved in quality compared to the bases generally used hitherto.
Another object of the invention are lamp bases that are not only significantly improved
Quality and fewer rejects can be produced by breaking the glass insulation provided on it, but also at substantially the same or lower cost as the earlier socket.
Further objects and advantages of the invention emerge from the following description of an embodiment of the same with reference to the enclosed
Drawings showing a cross section through the base of an electric incandescent lamp according to the invention.
As shown, the lamp cap I according to the invention consists of a tubular, relatively thin metal jacket 2; which is preferably made of brass and, depending on the type and size of the base, has a wall thickness of 0.12 to 0.28 mm. The wall thickness in the trade than normal screw base
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The guided sockets are also between about 0 # 12 and 0-15 mm, while wall thicknesses of up to 0-28 mm are used for larger socket types, such as the so-called Goliath socket. The jacket 2 is provided at one end with an inwardly facing flange 3, onto which a glass body 4 is pressed as an insulator, which closes off this end of the jacket.
The special base 1 shown is a screw base in which the jacket 2 is equipped with an external thread 5, which enables the base to be screwed into a screw socket for the lamp. The base 1 can also have one or more end contacts or eyelets 6, which are carried by the insulator 4 and have an opening 7 through which a lead wire for the electric lamp can be pulled and soldered to the end contact or fastened in some other way; For this purpose, the insulator 4 is also equipped with an opening 8 which adjoins the opening 7 at the end contact.
The glass used for the base 1 or the insulator 4 is known in the art as "soft" glass and is usually a soda-lime glass; it has a relatively high one, from about 85-95. 10-7 expansion coefficients, in contrast to the relatively low expansion of "hard" glasses, whose expansion coefficient is about 32-37. 10-7 is. As far as is known, the high expansion glasses that were previously used for base manufacture were always made by remelting broken glass and adding manganese dioxide
Color of the glass preserved.
The percentage of manganese dioxide required depends on the cullet used; Ordinary broken bottle glass requires an addition of 4 to 6%
Manganese to give the glass a good color, while broken glass of lamp bulbs only needs about 2% manganese for a good color. The reason for this difference in the required amount of manganese for broken glass of bottles and lamp bulbs is that the broken bottle generally contains a considerable amount of carbon-containing additions in the form of dirt and, in the case of amber bottles, also contains carbon itself.
This carbon reduces the manganese dioxide to a lower level of oxidation which is colorless, so more manganese is required to obtain a coloration and to prevent the glass in the final product from being clear.
Typical compositions of cullet from bottles and lamp bulbs which are used in the manufacture of lamp bases according to the invention are as follows:
EMI2.1
<tb>
<tb> Broken bottle glass <SEP> Broken piston glass
<tb> SiOa <SEP> 71-0-74 <SEP>% <SEP> 71-0-74 <SEP>%
<tb> Al <SEP> 0, <SEP> 0 # 5- <SEP> 2 # 0% <SEP> 0 # 8- <SEP> 2 # 0%
<tb> BaO <SEP> 00-0-5 <SEP> 0-0-0-0%
<tb> CaO <SEP> 5-0-11-0% <SEP> 4-5-6-0 "o
<tb> MgO <SEP> 0. <SEP> 0- <SEP> 5'000 <SEP> 3, <SEP> 0- <SEP> 4-0%
<tb>
EMI2.2
<tb>
<tb> PlMehenbruehglan <SEP> piston break gtM
<tb> Na2O <SEP> 13 # 0-16 # 0% <SEP> 16 # 0-17 # 4%
<tb> K, <SEP> 0 <SEP> 0-3-0-6% <SEP> 0- <SEP>! - <SEP> 0-6%
<tb> BtO, <SEP> 0-0-1-0% <SEP> 0-0-1.
<SEP> 0%
<tb> SOg <SEP> 0-1-0-4% <SEP> 0-1-0-4%
<tb>
The color of the glass used in the lamp bases is only done with consideration for the improved appearance. Clear glass could technically be used just as well for this purpose, but would not hide the defects in the glass and the base cement of the finished electric lamp; clear glass would also not produce such a good color contrast with the shiny brass jacket of the base.
It is known that glasses which are colored with different oxides show different transparency for infrared at elevated temperature (500 C or higher) than at normal room temperature. The visible color of the glass or the color intensity at room temperature gives no indication of the infrared transmission occurring at 500 C or more. On the basis of this finding, it was found that glasses which are colored with cobalt oxide can be pressed into lamp bases with less risk of cracks and breakage and can be cooled more quickly than glasses which are colored with manganese. Glass colored with cobalt is more transparent to infrared rays than manganese glass at higher temperatures.
For this reason, the heat in a pressed piece of glass colored with cobalt oxide can be better distributed through the glass body, which means that even with rapid cooling without subsequent annealing or tempering, fewer stresses occur in the glass. This effect is obtained even though the glass has the same visible color intensity to the eye at room temperature. The only noticeable difference between the two glasses is that the cobalt glass is a shade of blue in the reflected light, while the manganese glass has a more purple shade.
According to the invention, the amount of that present in the finished glass composition can be
Cobalt oxide between about 0-03 and about
1% by weight. Preferably, however, the amount of cobalt oxide added is chosen as low as is just necessary to achieve a satisfactory coloration of the glass.
Thus, a satisfactory color can be obtained with approximately 0.062% cobalt oxide in the glass composition.
The approximate composition of a typical glass according to the invention is as follows:
EMI2.3
<tb>
<tb> SiOa <SEP> 65-0-73-0%
<tb> Al203 <SEP> 0-5-2-0%
<tb> BaO <SEP> 0-0-0-5%
<tb> CaO <SEP> 4-0-11'00 / 0
<tb> MgO <SEP> 0-5-2-5%
<tb> Na20 <SEP> 13. <SEP> 0-19'0%
<tb> K20 <SEP> 0-1-0-6%
<tb> BjjOs <SEP> 0-0-2-0%
<tb> CoO <SEP> 0-03-1-0%
<tb>
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Based on current material prices, the cost of coloring cullet from lamp bulbs with cobalt dioxide is about the same as the cost of coloring with manganese. When coloring glasses from broken bottles, the use of cobalt oxide is considerably cheaper than the use of manganese.
This is because cobalt oxide, unlike manganese dioxide, is not reduced to a lower level of oxidation where it loses its color, so a minimal amount of cobalt oxide can be used. Another advantage of using cobalt oxide as a coloring agent is that the amount required is very small, namely only about 0.55 kg for one ton of broken glass, while in comparison up to 55 kg of manganese dioxide are required per ton of broken glass. Therefore, less storage space and less labor is required to handle this raw material. Because of the very dusty nature of manganese dioxide, the workshops are covered with black dust when mixing the required large quantities of manganese dioxide.
This disadvantage does not exist when using cobalt oxide.
By using the inventive
Glass composition, the occurrence of cracked or broken glasses in the bases produced is essentially avoided and a much better base quality is obtained at the same or lower costs.
In addition to the substantial reduction in scrap, the reduction in the stresses in the glass insulation 4 achieved by using the glass composition according to the invention reduces to a minimum the likelihood of cracks or breaks in this glass insulation during subsequent handling of the finished base or during its introduction into the electric lamps .
PATENT CLAIMS:
1. Socket for electric lamps, consisting of a relatively thin metal jacket and a colored glass body made of pressed glass with a high expansion coefficient, characterized in that the glass body (4) as a colorant cobalt oxide, preferably in one
EMI3.1