DE10053542A1 - Verfahren zum Herstellen einer Bogenentladungsröhre - Google Patents

Abstract

Ein Paar Spannfutter, die Endbereiche eines zylindrischen Glasröhrenrohlings erfassen, werden mittels eines Spannfutterbewegungsmechanismus aufeinanderzubewegt, so dass erweichtes Glas in einem Zwischenbereich des zylindrischen Glasröhrenrohlings angehäuft wird, wodurch eine Form gebildet wird, die geeignet zum Blasgießen eines lichtemittierenden Röhrenbereichs ist. Während der Annäherungsbewegung wird die Position eines Spannfutters durch Anwendung eines Laserpositionsdetektors erfasst, und ein Ergebnis des Nachweises wird an den Spannfutterbewegungsmechanismus zurückgekoppelt, um die Annäherungsstrecken der Spannfutter zu steuern. Der Laserpositionsdetektor erfasst die Position des Spannfutters selbst. Selbst wenn die Positionsbeziehung zwischen dem Spannfutter und dem Spannfutterbewegungsmechanismus sich ändert, oder ein Spielraum oder eine Deformation im Spannfutterbewegungsmechanismus auftritt, wird daher dennoch die korrekte Position des Spannfutters erfasst, unabhängig von derartigen Variationen, Spielräumen oder Deformationen. Folglich ist es in effizienter Weise möglich, zu verhindern, dass die Annäherungsstrecken der Spannfutter von einem gewünschten Wert abweichen.

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Bogenentladungs­ röhre, die als Lichtquelle eines Fahrzeugscheinwerfers oder dergleichen verwendet wird, und betrifft insbesondere ein Verfahren zur Ausbildung eines lichtemittierenden Röhren­ bereichs in einem Zwischenbereich eines zylindrischen Glasröhrenrohlings.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Da eine Bogenentladungslampe eine helle Ausleuchtung erzeugen kann, wird diese seit kurzem als eine Lichtquelle für Fahrzeugscheinwerfer oder dergleichen verwendet.

Fig. 5 zeigt eine typische Bogenentladungsröhre, wie sie beispielsweise in einem Fahr­ zeugscheinwerfer verwendet wird. Die Bogenentladungsröhre umfasst einen aus Quarzglas hergestellten Bogenentladungskörper 4, und ein Paar Elektrodenanordnun­ gen 6A und 6B. In dem Bogenentladungsröhrenkörper 4 sind Quetschdichtungen 4b1 und 4b2 an gegenüberliegenden Seiten eines lichtemittierenden Röhrenbereichs 4a mit einer im Wesentlichen elliptischen sphärischen Form ausgebildet, wobei der lichtemittie­ rende Röhrenbereich 4a einen Entladungsraum 2 bildet. Die Elektrodenanordnungen 6A, 6B sind mit den Quetschdichtungen 4b1 und 4b2 durch Quetschung gedichtet, so dass ihre Endspitzen in den Entladungsraum 2 hineinragen.

Während eines Herstellungsprozesses einer derartigen Bogenentladungsröhre wird zu­ nächst der lichtemittierende Röhrenbereich 4a in einem Zwischenbereich eines zylindri­ schen Glasröhrenrohlings gebildet. Das Ausbilden des lichtemittierenden Röhrenbe­ reichs 4a wird mittels der in Fig. 6 gezeigten Schritte durchgeführt und ist im Folgenden beschrieben.

Wie in den Fig. 6(a) und (b) gezeigt ist, wird ein zylindrischer Glasröhrenrohling G um seine Achse Ax gedreht, während Endbereiche des zylindrischen Glasröhrenrohlings G durch Spannfutter 12A und 12B gehalten werden. Während der zylindrische Glasröhren­ rohling G gedreht wird, wird ein Zwischenbereich A davon mittels Brenner 14 erhitzt und damit erweicht. Während der zylindrische Glasröhrenrohling G gedreht und erhitzt wird, werden die Spannfutter 12A und 12B um eine vorbestimmte Entfernung aufeinanderzu­ bewegt, wodurch erweichtes Glas im Zwischenbereich A angesammelt wird, um einen Zwischenbereich B zu bilden. Anschließend wird, wie in Fig. 6(c) gezeigt ist, eine ge­ teilte Gießform 16 gegen gegenüberliegende Seiten des Zwischenbereichs B des zylind­ rischen Glasröhrenrohlings G gedrückt. In diesem Zustand wird ein Blasschmelzen durchgeführt, indem ein Gas in den zylindrischen Glasröhrenrohling G geblasen wird, wodurch der Zwischenbereich B in eine im Wesentlichen elliptische sphärische Form gebracht wird.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, wird konventionellerweise ein Spannfutterbewegungsmecha­ nismus verwendet, um zu bewirken, dass sich die Spannfutter 12A und 12B beim Vor­ gang des Formens eines lichtemittierenden Röhrenbereichs einander annähern.

Wie gezeigt umfasst der Spannfutterbewegungsmechanismus 120 einen Spannfutter­ haltemechanismus 122 und einen Spannfutteranpressmechanismus 124.

In dem Spannfutterhaltemechanismus 122 werden die Spannfutter 12A und 12B durch einen Führungsstab 126 gehalten, um in der Richtung der Achse Ax des zylindrischen Glasröhrenrohlings verschiebbar zu sein, und die Spannfutter 12A und 12B können in entgegengesetzte Richtungen mittels eines Eingriffmechanismus, der nicht gezeigt ist, bewegt werden.

Andererseits umfasst der Spannfutteranpressmechanismus 124 einen Schrittmotor 128, einen Schraubenzuführmechanismus 130, und einen Anpressblock 122. Der Anpress­ block 132 ist an einem beweglichen Teil 130a des Schraubenzuführmechanismus 120 befestigt und wird von dem Schrittmotor 128 angetrieben, um sich in der Richtung der Achse Ax zu bewegen.

Eine Rolle 136 ist mittels einer Klammer 134 an einem der Spannfutter 12A und 12B zum Beispiel am Spannfutter 12A, befestigt. Der Anpressblock 132 schließt sich stumpf an die Rolle 136 an, um die Rolle 136 anzupressen. Dieser Anpressvorgang bewirkt, dass das Spannfutter 12A sich entlang der Achse Ax zu dem anderen Spannfutter 12B bewegt. Gleichzeitig wird das Spannfutter 12B mittels des Eingriffmechanismus in Richtung zum Spannfutter 12A in einer mit der Bewegung des Spannfutters 12A gekop­ pelten Art und Weise bewegt.

Beim Vorgang des Ausbildens des lichtemittierenden Röhrenbereichs ist die Form des Zwischenbereichs B ein Faktor, der die Dicke und die innere Oberflächenform des licht­ emittierenden Röhrenbereichs 4a - d. h., die Größe und die Form des Entladungsraums 2 -, der bei dem anschließenden Glasschmelzen bzw. Gießen zu bilden ist, im Wesentli­ chen bestimmt. Um den lichtemittierenden Röhrenbereich 4a zur Verbesserung der opti­ schen Qualität der Bogenentladungsröhre in genauer Weise auszubilden, ist es daher sehr wichtig, dass der Spannfutterbewegungsmechanismus 120 die Annäherungsbewe­ gung einschließlich dem Abstand der Spannfutter 12A und 12B korrekt steuert.

Im herkömmlichen Prozess zum Ausbilden eines lichtemittierenden Röhrenbereichs wird die Annäherungsbewegung der Spannfutter 12A und 12B im Anhäufungsvorgang ge­ mäß der Anzahl der Impulse gesteuert, die von einem Kontroller zu dem Schrittmotor 128 in dem Spannfutteranpressmechanismus 124 gesendet werden. Folglich entsteht ein Problem insofern, dass die Annäherungsbewegung der Spannfutter 12A und 12B von der gewünschten abweicht, beispielsweise durch eine Variation in der Lagebezie­ hung zwischen dem Anpressblock 132 des Spannfutteranpressmechanismus 124 und der Rolle 136 des Spannfutters 12A, durch Deformation der Klammer 134, durch Defor­ mation der Rolle 136, oder einem Totbereich des Schraubenzuführmechanismus 130 und dergleichen.

Um Abweichungen in der Annäherungsbewegung Rechnung zu tragen, kann ein Ver­ fahren verwendet werden, in dem die Position des Anpressblocks 132 während des An­ häufungsvorgangs erfasst wird und ein Ergebnis des Erfassungsvorgangs zu dem Kon­ troller für den Schrittmotor 128 zurückgespeist wird. Selbst wenn dieses Verfahren an­ gewendet wird, ist es jedoch unmöglich, Fehler zu eliminieren, die durch eine Variation in der Lagebeziehung zwischen dem Anpressblock 132 und der Rolle 136, oder einer Deformation der Klammer 134, einer Deformation der Rolle 136, und dergleichen be­ wirkt werden.

Überblick über die Erfindung

Die vorliegende Erfindung zielt auf die oben beschriebenen Probleme ab. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer Bogenentla­ dungsröhre bereitzustellen, in dem in einem Prozess des Bildens eines lichtemittieren­ den Röhrenbereichs in einem Zwischenbereich eines zylindrischen Glasröhrenrohlings der lichtemittierende Röhrenbereich in genauer Weise gebildet werden kann.

In der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Steuern der Annäherungsbewe­ gung eines Spannfutters in einem Anhäufungsvorgang so verbessert, um die obigen und weitere Aufgaben und Vorteile zu erreichen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist ein Verfahren zum Herstellen einer Bogenentla­ dungsröhre, wobei in einem Vorgang zur Herstellung einer Bogenentladungsröhre ein­ schließlich eines lichtemittierenden Röhrenbereichs mit einer im Wesentlichen ellipti­ schen sphärischen Form der lichtemittierende Röhrenbereich in einem Zwischenbereich eines zylindrischen Glasröhrenrohlings gebildet wird, und wobei das Verfahren umfasst:
Drehen des zylindrischen Glasröhrenrohlings während Endbereiche des zylindrischen Glasröhrenrohlings mit Spannfutter bzw. Haltevorrichtungen gehalten werden;
Erhitzen einer Umgebung des Zwischenbereichs des zylindrischen Glasröhrenrohlings, um den Zwischenbereich zu erweichen;
Aufeinanderzubewegen der Spannfutter mittels eines Spannfutterbewegungsmecha­ nismus um eine vorbestimmte Strecke, um dabei erweichtes Glas im Zwischenbereich anzuhäufen; und
Ausdehnen des Zwischenbereichs in eine im Wesentlichen elliptische sphärische Form durch Blasgießen,
wobei der Schritt des Bewegens der Spannfutter ferner das Erfassen einer Position zu­ mindest eines der Spannfutter unter Verwendung eines Positionsdetektors umfasst, und wobei das Verfahren ferner das Rückkoppeln eines Detektionsergebnisses zu dem Spannfutterbewegungsmechanismus umfasst, um eine Annäherungsstrecke der Spannfutter zu steuern.

Der spezifische Aufbau des oben erwähnten "Positionsdetektors" ist nicht im Besonde­ ren eingeschränkt, solange dieser die Position zumindest eines der Spannfutter erfas­ sen kann. Um die Nachweisgenauigkeit zu verbessern, ist es jedoch vorzuziehen, einen berührungslosen Positionsdetektor, etwa einen Laserpositionsdetektor, einen elektro­ statischen Kapazitätspositionsdetektor, einen Bildsensor, oder einen linearen Codierer zu verwenden.

Wie oben beschrieben wurde, werden in dem erfindungsgemäßen Vorgang zum Ausbil­ den eines lichtemittierenden Röhrenbereichs in einem Zwischenbereich eines zylindri­ schen Glasröhrenrohlings das Paar Spannfutter, die die Endbereiche des zylindrischen Glasröhrenrohlings halten, durch den Spannfutterbewegungsmechanismus so bewegt, um sich einander anzunähern, wodurch der Anhäufungsvorgang ausgeübt wird. In die­ sem Fall wird die Position zumindest eines der Spannfutter unter Verwendung des Posi­ tionsdetektors erfasst und ein Ergebnis des Erfassens wird zu dem Spannfutterbewe­ gungsmechanismus zurückgekoppelt, so dass die Annäherungsbewegung der Spann­ futter gesteuert wird. Daher kann das Verfahren die folgenden Wirkungen erreichen.

Der Positionsdetektor erfasst die eigentliche Position des Spannfutters. Wenn daher selbst die Lagebeziehung zwischen dem Spannfutter und dem Spannfutterbewegungs­ mechanismus sich ändert, oder ein Totbereich oder eine Deformation in dem Spannfut­ terbewegungsmechanismus auftritt, wird die korrekte Position des Spannfutter in den Spannfutterbewebungsmechanismus zurückgekoppelt unabhängig von einer derartigen Veränderung, einem Totbereich oder einer Deformation. Gemäß dieser Ausgestaltung ist es in effizienter Weise möglich, zu verhindern, dass die Annäherungsstrecke der Spannfutter von einem gewünschten Wert abweicht.

Es kann die Position beider Spannfutter erfasst werden, und in diesem Falle ist es noch wirksamer möglich, zu verhindern, dass die Annäherungsstrecke der Spannfutter von einem gewünschten Wert abweicht. Das heißt, in diesem Falle wird im Vergleich zum Erfassen der Position lediglich eines Spannfutters eine höherer Genauigkeit erreicht.

Wie zuvor beschrieben wurde, wird erfindungsgemäß in dem Verfahren zum Ausbilden eines lichtemittierenden Röhrenbereichs in einen Zwischenbereich eines zylindrischen Glasröhrenrohlings der lichtemittierende Röhrenbereich in genauer Weise ausgebildet. Dadurch ist die optische Qualität einer Bogenentladungsröhre verbessert.

Die spezifische Ausgestaltung des obenerwähnten "Spannfutterbewegungsmechanis­ mus" ist nicht besonders eingeschränkt. Wenn jedoch der Spannfutterbewegungsme­ chanismus sich zusammensetzt aus: einem Rotationsriemen mit entgegensetzten Be­ wegungsbereichen, an denen die Spannfutter jeweils fixiert sind; und ein Spannfutter­ anpressmechanismus drückt auf eines der Spannfutter, das am Riemen fest gehalten ist, wird das andere Spannfutter in die entgegengesetzte Richtung bewegt, da dieses mit der Bewegung des einen Spannfutters gekoppelt ist. Daher werden die Spannfutter um die gleiche Strecke in einer Richtung zueinander und von einander weg bewegt.

Wenn sich der Riemen lockert, ist die Annäherungsbewegung eines jeweiligen Spann­ futters nicht gleich der des anderen Spannfutters. Daher ist es wichtig, soweit wie mög­ lich zu verhindern, dass sich der Riemen lockert. Wenn ein Metallriemen verwendet wird, kann eine Verlängerung des Riemens aufgrund von altersbedingten Änderungen kleiner gehalten werden, als im Falle, wenn ein aus Gummi oder dergleichen herge­ stellter Zeitgeberriemen verwendet wird. Daher kann das Auftreten der Lockerung des Riemens in wirksamer Weise unterdrückt werden, indem ein Metallriemen verwendet wird.

Der Anhäufungsvorgang muss graduell durchgeführt werden, um zu verhindern, dass sich der Zwischenbereich des zylindrischen Glasröhrenrohlings ungleichmäßig defor­ miert. Daher ist es vorzuziehen, die Annäherungsbewegung der Spannfutter schrittweise mit mehreren Stationen durchzuführen. Wenn ein derartiges Verfahren verwendet wird, kann das Erfassen einer Anfangsposition des Spannfutters in einem Zeitraum durchge­ führt werden, der beginnt, wenn sich der Rotationsriemenmechanismus zu einem neuen Haltepunkt bewegt, bis zu einem Beginn des Anpressvorgangs durch den Spannfutter­ anpressmechanismus an diesem Haltepunkt. In diesem Falle kann die Annäherungs­ strecke der Spannfutter gesteuert werden, indem die Position des Spannfutters bevor dieses durch den Spannfutteranpressmechanismus bewegt wird erfasst wird, und durch Festlegen dieser Position als Referenz. Selbst wenn die Annäherungsbewegung des Spannfutters schrittweise durch mehrere Stationen bzw. Haltepunkte ausgeführt wird, ist es daher möglich in effizienter Weise zu verhindern, dass die Annäherungsstrecke der Spannfutter von einem gewünschten Wert abweicht.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Die obigen und weiteren Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch detailliertes Beschreiben bevorzugter Ausführungsformen mit Bezug zu den be­ gleitenden Zeichnungen deutlicher, wobei gleiche Bezugszeichen gleiche oder entspre­ chende Teile in den diversen Ansichten bezeichnen; es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, die einen Spannfutterbewegungsmechanismus darstellt, der in einem Verfahren zum Herstellen einer Bogenentladungsröhre gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird;

Fig. 2 eine Draufsicht, die den Spannfutterbewegungsmechanismus aus Fig. 1 zeigt;

Fig. 3 eine Detailansicht, die wesentliche Teile aus Fig. 1 zeigt;

Fig. 4 eine Draufsicht, die einen Teil einer Herstellungsvorrichtung für eine Bogen­ entladungsröhre zeigt, in der der Spannfutterbewegungsmechanismus integ­ riert ist;

Fig. 5 eine Seitenquerschnittsansicht, die eine Bogenentladungsröhre zeigt, die gemäß dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren hergestellt ist;

Fig. 6(a) bis 6(c) Ansichten, die im Allgemeinen einen Vorgang zur Glasbildung eines licht­ emittierenden Röhrenbereichs für einen Prozess zum Herstellen einer Bo­ genentladungsröhre zeigen; und

Fig. 7 eine Seitenansicht, die ein Beispiel des Spannfutterbewegungsmechanismus gemäß dem Stand der Technik darstellt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 und 2 sind jeweils Seiten und Draufsichten, die einen Spannfutteranpressmecha­ nismus 20 zeigen, der in einem Verfahren zum Herstellen einer Bogenentladungsröhre gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Fig. 3 ist ei­ ne Detailansicht, die wesentliche Teile aus Fig. 1 zeigt, und Fig. 4 ist eine Draufsicht, die einen Teil einer Herstellungsvorrichtung für eine Bogenentladungsröhre zeigt, in der der Spannfutteranpressmechanismus 20 integriert ist.

Fig. 5 ist eine Seitenquerschnittsansicht, die eine Bogenentladungsröhre zeigt, die durch das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt ist, und Fig. 6 ist eine Ansicht, die einen Vorgang zum Ausbilden eines lichtemittierenden Röhrenbereichs für eine Herstellung einer Bogenentladungsröhre zeigt. Die Ausgestaltung der Bogenentla­ dungsröhre und der allgemeine Abriss des Vorgangs zum Bilden eines lichtemittieren­ den Röhrenbereichs sind identisch zu jenen, die in den mit "Stand der Technik" betitel­ ten Paragraphen beschrieben worden sind, und daher wird eine detaillierte Beschrei­ bung beim Erläutern dieser Ausführungsform weggelassen.

Wie in den Fig. 1 und 3 gezeigt ist, wird der Spannfutterbewegungsmechanismus 20 in dem Verfahren zum Herstellen einer Bogenentladungsröhre gemäß einer Ausführungs­ form der vorliegenden Erfindung verwendet; insbesondere ist dies ein Mechanismus, der in dem Vorgang zum Ausbilden eines lichtemittierenden Röhrenbereichs durch Anhäu­ fen von Glas in dem Zwischenbereich A des zylindrischen Glasröhrenrohlings G - wobei der Rohling G mittels der Brenner 14 erhitzt und damit erweicht wird - verwendet wird, um den Zwischenbereich B zu bilden. Der Spannfutterbewegungsmechanismus 20 um­ fasst ein Paar Spannfutter 12A und 12B, die Endbereiche des zylindrischen Glasröhren­ rohlings G umfassen, und die um eine vorbestimmte Strecke in eine Richtung aufeinan­ der zu bewegt werden. Der Spannfutterbewegungsmechanismus 20 umfasst ferner ei­ nen Spannfutterhaltemechanismus 22 und einen Spannfutteranpressmechanismus 24. Ein Spannfutterpositionserfassungsmechanismus 26 (der später detailliert beschrieben wird) ist am Spannfutterbewegungsmechanismus 20 befestigt.

Wie in Fig. 4 gezeigt ist ein Spannfutterhaltemechanismus 22 an jedem von mehreren Köpfen 30 befestigt. Die Köpfe 30 sind jeweils an Indexwinkelpositionen an einem Schalttisch 28, der intermittierend gedreht wird, angeordnet. Ein Spannfutteranpressme­ chanismus 24 ist mittels einer Grundplatte 60 an einem stationären Tisch 33 an jedem von mehreren (beispielsweise fünf) der Haltepunkte an denen der Schalttisch 28 anhält, befestigt. Die Annäherungsbewegung der Spannfutter 12A und 12B, die durch den Spannfutterbewegungsmechanismus 20 bewirkt wird, wird graduell in Schritten in den mehreren Haltepunkten ausführt, so dass der Anhäufungsvorgang graduell durchgeführt wird, ohne den Zwischenbereich A des zylindrischen Glasröhrenrohlings G ungleichmä­ ßig zu deformieren.

Erneut mit Bezug zu den Fig. 1 und 2 umfasst der Spannfutterhaltemechanismus 22: ein Paar Führungsstäbe 34, die sich von dem entsprechenden Kopf 30, der an dem Schalt­ tisch 28 befestigt ist, erstrecken, so dass diese radial nach außen vorstehen; und einen Rotationsriemenmechanismus 36, der in der Nähe und über den Führungsstäben 34 angeordnet ist.

Die Führungsstäbe 34 halten die Spannfutter 12A und 12B so, dass die Spannfutter in einer radialen Richtung des Schalttisches 28 gleiten können, wobei die Richtung der Richtung der Achse Ax des zylindrischen Glasröhrenrohlings G entspricht.

Der Rotationsriemenmechanismus 36 umfasst: einen aus rostfreiem Stahl hergestellten Metallriemen 38; eine Reibungsrolle 40, die den Metallriemen 38 hält, so dass der Rie­ men umkehrbar in einer radialen Richtung des Schalttisches 28 laufen kann; und ein Paar freier Rollen 42. Der Rotationsriemenmechanismus 36 hält die Spannfutter 12A und 12B in fixierter Weise an entgegengesetzten Bewegungsbereichen des Metallrie­ mens 38, so dass die Spannfutter 12A und 12B sich in entgegengesetzten Richtungen bewegen können.

Die Reibungsrolle 40 umfasst eine die Reibung einstellende Scheibe 40a und ist an dem Kopf 30 befestigt. Durch Betätigen der die Reibung einstellenden Scheibe 40a übt die Reibungsrolle 40 einen geeigneten Widerstand - aufgrund einer Gleitreibungskraft - auf die Bewegung des Metallriemens 38 aus.

Das Paar freier Rollen 42 wird andererseits von einer Klammer 46 gehalten, die an ei­ nem Endverbindungselement 44 mit Bolzen befestigt ist und die die Endbereiche der Führungsstäbe 34 miteinander verbindet. Ein Paar Langlöcher 46a ist in der Klammer 46 ausgebildet, so dass die Positionen der freien Rollen 42 eingestellt werden kann, wenn die Klammer an dem Endverbindungselement 44 befestigt wird. Ein Lockern des Metallriemens 38 kann durch Einstellen der Position der Klammer 46 verhindert werden.

Als nächstes wird der Aufbau der Spannfutter 12A und 12B beschrieben.

Jedes der Spannfutter 12A und 12B umfasst: eine Futterhaupteinheit 12a, die einen entsprechenden Endbereich des zylindrischen Glasröhrenrohlings G erfasst; eine Haupteinheitshalterung 12b, die die Futterhaupteinheit 12a hält, so dass diese um die Achse Ax des zylindrischen Glasröhrenrohlings G drehbar ist; ein Paar Gleitbereiche 12c, die von einem oberen Teil der Haupteinheitshalterung 12b befestigt sind, und die mit entsprechenden Führungsstäben 34 gleitbar gekoppelt und von diesen gehalten sind; einen Riemenkopplungsbereich 12d, der mit einem der entgegengesetzten Bewe­ gungsbereiche des Metallriemens 38 fest verbunden ist; einem Getrieberad 12e, das an der Futterhaupteinheit 12a befestigt ist, und das mittels einer Zahnstange (nicht gezeigt) mit einer Spannfutterrotationsantriebsquelle (nicht gezeigt) verbunden ist; und eine Gas­ zufuhrleitung 12f, durch die Gas in den zylindrischen Glasröhrenrohling G während des Blasschmelzens eingeführt wird.

Die folgenden Elemente sind zusätzlich in dem Spannfutter 12A enthalten, das an einer äußeren Position in einer radialen Richtung des Schalttisches 28 positioniert ist. Und zwar ist eine Klammer 48 an einem unteren Endbereich der Haupteinheitshalterung 12b befestigt, und eine Rolle 50 ist an der Klammer 48 drehbar um eine vertikale Achse be­ festigt. Ferner ist in der Haupteinheitshalterung 12b eine Positionserfassungsplatte 52 an der Endfläche an der Innenseite - in einer radialen Richtung des Schalttisches 28 - des Spannfutters 12A so befestigt, um sich senkrecht nach unten zu erstrecken.

Im Folgenden wird der Spannfutteranpressmechanismus 24 beschrieben. Der Spann­ futteranpressmechanismus 24 umfasst einen Schrittmotor 54, einen Schraubenzuführ­ mechanismus 56 und einen Anpressblock 58.

Der Schrittmotor 54 wird von einem nichtgezeigten Kontroller angetrieben und ange­ steuert. Ferner ist der Schrittmotor 54 mittels der Grundplatte 60 an dem stationären Tisch 32 befestigt, und der Schraubenzuführmechanismus 56 ist mit dem Schrittmotor 54 gekoppelt. Der Anpressblock 58 ist ein L-förmiges Element, das so ausgebildet ist, dass dessen oberer Endbereich im Wesentlichen auf dem gleichen Niveau wie die Rolle 50 positioniert ist. Der Anpressblock 58 ist an einem beweglichen Bereich 56A des Schraubenzuführmechanismus 56 befestigt. Wenn der Schrittmotor 54 angesteuert wird, wird der Anpressblock 58 - zusammen mit dem beweglichen Bereich 56a des Schrau­ benzuführmechanismus 56 - in einer radialen Richtung des Schalttisches 28 bewegt.

Wenn sich der Schalttisch 28 dreht, bewegt der Spannfutterantriebsmechanismus 24 den Anpressblock 58 nach außen auf eine Position, die nach außen von der Rolle 50 - in einer radialen Richtung des Schalttisches 28 - beabstandet ist, um zu verhindern, dass sich der Block und die Rolle gegenseitig stören. Wenn der Schalttisch 28 an­ gehalten wird, bewegt der Spannfutteranpressmechanismus den Anpressblock 58 nach innen - in eine radialen Richtung des Schalttisches 28, wodurch bewirkt wird, dass der Anpressblock 58 stumpf gegen die Rolle 50 stößt, um die Rolle 50 anzudrücken. Als Folge dieses Andrückens wird das Spannfutter 12A in Richtung zu dem anderen Spannfutter 12B entlang der Achse Ax bewegt. In Übereinstimmung mit der Bewegung des Spannfutters 12A läuft der Riemen 38 so, dass das Spannfutter 12B - das fest mit dem entgegengesetzten Bewegungsbereich des Riemens verbunden ist, - in der entge­ gengesetzten Richtung in einer mit der Bewegung des Spannfutters 12A gekoppelten Art und Weise bewegt wird. Als Folge werden die Spannfutter 12A und 12B in einer Richtung entlang der Achse Ax um die gleiche Strecke aufeinanderzubewegt.

Der Spannfutterpositionserfassungsmechanismus 26 beinhaltet die Positionserfas­ sungsplatte 52 und einen Laserpositionsdetektor 64.

Wie oben beschrieben wurde, ist die Positionserfassungsplatte 52 an dem Spannfutter 12A befestigt. Der Laserpositionsdetektor 64 ist an der Grundplatte 60 mittels einer Klammer 62 befestigt, so dass der Laserpositionsdetektor 64 in einer radialen Richtung des Schalttisches 28 nach außen gerichtet ist. Wenn der Schalttisch 28 angehalten wird, ist der Laserpositionsdetektor 64 normalerweise entgegengesetzt zur Positionserfas­ sungsplatte 52, ist aber davon um eine vorbestimmte Entfernung beabstandet.

Der Laserpositionsdetektor 64 umfasst ein lichtemittierendes Element (Laserdiode) und ein positionserfassendes Element (PSD). Das lichtemittierende Element sendet einen Laserstrahl in einer radial auswärts zeigenden Richtung aus, und das positionserfas­ sende Element empfängt den Laserstrahl, wenn dieser von der Positionserfassungs­ platte 52 reflektiert wird, wobei die Position der Positionserfassungsplatte 52 (d. h., die Position des Spannfutters 12A) in der Richtung der Achse Ax sequentiell erfasst wird. Ein Ergebnis des Nachweisens wird an den Kontroller für den Schrittmotor 54 gesendet.

Auf der Grundlage der Positionsdaten des Spannfutters 12A, die vom Laserpositions­ detektor 64 gesendet werden, berechnet der Kontroller für den Schrittmotor 54 die An­ näherungsstrecke für das Spannfutter 12A. Bei der Berechnung der Annäherungsstre­ cke sind Daten für die Anfangsposition des Spannfutters 12A notwendig. Der Spannfut­ terpositionserfassungsmechanismus 26 erfasst die Anfangsposition des Spannfutters 12A während einer Dauer beginnend wenn der Schalttisch 28 anhält, bis ein Ansteuern des Schrittmotors 54 beginnt.

Wenn die Annäherungsstrecke des Spannfutters 12A - die wie oben beschrieben be­ rechnet wird - einen vorbestimmten Setzwert erreicht, beendet der Kontroller das An­ steuern des Schrittmotors 54. Der Wert, der zweimal dem vorbestimmten Wert ist, ist gleich der gesamten Annäherungsstrecke der Spannfutter 12A und 12B in einem Halte­ punkt.

Im Folgenden werden die Wirkungen der Ausführungsform beschrieben.

In der oben beschriebenen Ausführungsform werden das Paar Spannfutter 12A und 12B, die die Endbereiche des zylindrischen Glasröhrenrohlings G erfassen, durch den Spannfutterbewegungsmechanismus 20 aufeinander zu bewegt, so dass sich Glas im Zwischenbereich A des zylindrischen Glasröhrenrohlings G ansammelt, um den Zwi­ schenbereich B zu bilden. Während dieses Vorgangs wird die Position eines der Spannfutter durch Verwendung des Laserpositionsdetektors 64 erfasst, und ein Ergeb­ nis des Nachweises wird in den Spannfutterbewegungsmechanismus 20 zurückgekop­ pelt, um die Annäherungsstrecken der Spannfutter 12A und 12B zu steuern. Daher kann die Ausführungsform die folgenden Wirkungen erzielen.

Wenn die Annäherungsstrecke des Spannfutters 12A in einem Haltepunkt auf Da fest­ gelegt ist, wie in Fig. 3 gezeigt ist, ist eine Strecke D1, um die die der Anpressblock 58 tatsächlich bewegt werden muss, aufgrund einer Lücke zwischen dem Anpressblock 58 und der Rolle 50, einer Deformation der Rolle 50, einer Deformation der Klammer 48, und dergleichen, größer als Da (d. h., D1 < Da). Ferner kann es einen Totbereich bzw. ein Spiel in dem Schraubenzuführmechanismus 56, und dergleichen geben. Um den Anpressblock 58 tatsächlich um die Bewegungsstrecke D1 zu bewegen, muss daher der Ansteuerungsbetrag für den Schrittmotor 54 auf eine Bewegungsstrecke D0 festgelegt werden, die durch Addieren des Totbereichs zur Bewegungsstrecke D1 erhalten wird (d. h., D0 < D1)

Wenn der Schrittmotor 54 mit einer offenen Schleife oder in einer halbgeschlossenen Schleife auf der Grundlage des Erfassens des Anpressblocks 58 angesteuert wird, wie beim Stand der Technik, ist es unmöglich, das Spannfutter 12A korrekt um die festge­ legte Annäherungsstrecke Da zu bewegen.

Wenn im Gegensatz dazu die Position des Spannfutters 12A selbst mittels des Laserpo­ sitionsdetektors 64 erfasst wird, wie in der vorliegenden Erfindung, kann das Ansteuern des Schrittmotors 54 in einer geschlossenen Schleife ausgeführt werden. Selbst wenn es eine Lücke zwischen dem Anpressblock 58 und der Rolle 50 gibt, die Rolle 50 defor­ miert ist, die Klammer 48 deformiert ist, oder wenn es einen Totbereich bzw. ein Spiel im Spannfutteranpressmechanismus 24 gibt, kann dennoch die korrekte Position des Spannfutters 12A an den Kontroller des Schrittmotors zurückgekoppelt werden, unab­ hängig von einer derartigen Lücke, Deformation oder Totbereich. Folglich kann das Spannfutter 12A in korrekter Weise um die festgelegte Annäherungsstrecke Da bewegt werden.

In der oben beschriebenen Ausführungsform wird das eine Spannfutter 12A durch den Spannfutteranpressmechanismus 24 angedrückt. Wenn das Spannfutter 12A durch die­ ses Anpressen bewegt wird, wird das andere Spannfutter 12B in der entgegengesetzten Richtung mittels des Rotationsriemenmechanismus 36 in einer mit der Bewegung des Spannfutters 12A gekoppelten Art und Weise bewegt. Somit können die Spannfutter 12A und 12B um die gleiche Strecke, entlang derer sich die Spannfutter einander annä­ hern, bewegt werden. Und zwar kann in Fig. 3 die Annäherungsstrecke Db des Spann­ futters 12B im Wesentlichen gleich gemacht werden zu der festgelegten Annäherungs­ strecke Da des Spannfutters 12A.

Da der Metallriemen 38 in dem Rotationsriemenmechanismus 36 verwendet wird, kann ein Längenzuwachs des Riemens aufgrund von altersbedingten Änderungen kleiner gehalten werden im Vergleich zu dem Fall, wenn aus Gummi oder dergleichen herge­ stellter Zeitgeberriemen verwendet wird. Damit kann in effizienter Weise ein Lockern des Metallriemens 38 unterdrückt werden und die Annäherungsstrecken der Spannfutter 12A und 12B können über einen fangen Zeitraum im Wesentlichen gleich gehalten wer­ den.

Wie oben beschrieben wurde, können in der vorliegenden Erfindung die Annäherungs­ strecken der Spannfutter 12A und 12B in korrekter Weise gesteuert werden, und damit kann der Zwischenbereich B - der durch den Anhäufungsvorgang an dem zylindrischen Glasröhrenrohling G gebildet wird - in eine Form gebracht werden, die für den anschlie­ ßenden Blasgießschritt geeignet ist. Daher kann der lichtemittierende Röhrenbereich 4a in genauer Weise ausgebildet werden, so dass die optische Qualität einer Bogenentla­ dungsröhre verbessert ist.

In der oben beschriebenen Ausführungsform kann der Anhäufungsvorgang an dem zy­ lindrischen Glasröhrenrohling G graduell durchgeführt werden, da die Annäherungsbe­ wegung der Spannfutter 12A und 12B graduell in Schritten mittels mehrerer Haltepunkte durchgeführt wird. Gemäß dieser Ausgestaltung ist es möglich, zu verhindern, dass der Zwischenbereich A ungleichmäßig deformiert wird.

Ferner erfasst erfindungsgemäß der Spannfutterpositionserfassungsmechanismus 26 die Anfangsposition des Spannfutters 12A während der Zeit, wenn der Kopf 30 des Schalttisches 28 an einem Haltepunkt, an dem der Spannfutteranpressmechanismus 24 angeordnet ist, angehalten wird, bis begonnen wird, den Schrittmotor 54 anzusteuern. Selbst wenn die Lücke zwischen dem Anpressblock 58 und der Rolle 50 sich zwischen den Haltepunkten ändert, können die Annäherungsstrecken der Spannfutter 12A und 12b in genauer Weise gesteuert werden, indem die Anfangsposition des Spannfutters 12A, die erfasst wird, bevor das Spannfutter 12A durch den Anpressblock 58 bewegt wird, als eine Referenz festgelegt wird. Selbst wenn die Annäherungsbewegung der Spannfutter 12A und 12B schrittweise in mehreren Haltepunkten ausgeführt wird, ist es ferner möglich in effizienter Weise zu verhindern, dass die Annäherungsstrecken der Spannfutter 12A und 12B von einem gewünschten Wert abweichen.

In der oben beschriebenen Ausführungsform erfasst der Laserpositionsdetektor 64 die Position lediglich des einen Spannfutters 12A. Wenn jedoch die Position beider Spann­ futter 12A und 12B erfasst wird, können die Annäherungsstrecken der Spannfutter 12A und 12B noch genauer gesteuert werden. Wenn eine derartige verbesserte Genauigkeit gewünscht ist, wird die Position jedes Spannfutters 12A, 12B direkt in einer ähnlichen Weise erfasst, wie dies zuvor für das Erfassen der Position des einen Spannfutters be­ schrieben wurde. Selbst wenn ein aus Gummi oder dergleichen hergestellter Zeitsteuer­ riemen, in dem leicht ein Lockern auftritt, als der Rotationsriemenmechanismus 36 ver­ wendet wird (d. h., anstelle des Metallriemens 38 in der oben beschriebenen Ausfüh­ rungsform), kann die Gesamtannäherungsstrecke der Spannfutter 12A und 12B ohne Beeinflussung des Lockerns des Riemens korrekt berechnet werden.

Es ist beabsichtigt, dass diverse Modifikationen an dem Verfahren zur Herstellung einer Bogenentladungsröhre gemäß der vorliegenden Erfindung durchgeführt werden können, ohne vom Grundgedanken und Schutzbereich der Erfindung, wie sie in den folgenden Patentansprüchen definiert ist, abzuweichen.

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen einer Bogenentladungsröhre, in dem in einem Prozess zum Herstellen einer Bogenentladungsröhre einschließlich eines lichtemittieren­ den Röhrenbereichs mit einer im Wesentlichen elliptischen sphärischen Form der lichtemittierende Röhrenbereich in einem Zwischenbereich eines zylindrischen Glasröhrenrohlings gebildet wird, wobei das Verfahren umfasst:
Drehen des zylindrischen Glasröhrenrohlings während Endbereiche des zylindri­ schen Glasröhrenrohlings mit Spannfutter erfasst werden;
Erhitzen einer Umgebung des Zwischenbereichs des zylindrischen Glasröhren­ rohlings, um den Zwischenbereich zu erweichen;
Aufeinanderzubewegen der Spannfutter mittels eines Spannfutterbewegungsme­ chanismus um eine vorbestimmte Strecke, wodurch erweichtes Glas in dem Zwi­ schenbereich angehäuft wird; und
Ausdehnen des Zwischenbereichs in eine im Wesentlichen elliptische sphärische Form durch Blasgießen,
wobei der Schritt des Bewegens der Spannfutter ferner das Erfassen einer Posi­ tion zumindest eines der Spannfutter unter Verwendung eines Positionsdetektors umfasst, und wobei das Verfahren ferner das Zurückkoppeln eines Ergebnisses des Erfassens zu dem Spannfutterbewegungsmechanismus umfasst, um eine Annäherungsstrecke der Spannfutter zu steuern.

2. Das Verfahren zum Herstellen einer Bogenentladungsröhre nach Anspruch 1, wobei der Spannfutterbewegungsmechanismus einen Rotationsriemen mit ent­ gegengesetzten Bewegungsbereichen umfasst, an denen die Spannfutter jeweils fest gehaltert sind, und wobei das Verfahren ferner das Anpressen eines der Spannfutter, das fest an dem Riemen gehalten wird, mittels eines Spannfutteran­ pressmechanismus umfasst.

3. Das Verfahren zum Herstellen einer Bogenentladungsröhre nach Anspruch 2, wobei der Riemen ein Metallriemen ist.

4. Das Verfahren zum Herstellen einer Bogenentladungsröhre nach Anspruch 2, wobei der Schritt des Bewegens der Spannfutter schrittweise mit mehreren Hal­ tepunkten durchgeführt wird, wobei jeder der Haltepunkte einen Positionsdetektor umfasst, und wobei das Verfahren umfasst: mit jedem der Positionsdetektoren Erfassen einer Anfangsposition des zumindest einen Spannfutters während einer Zeitdauer beginnend, wenn das zumindest ei­ ne Spannfutter in einen der mehreren Haltepunkte eintritt, bis zum Beginn des Anpressschrittes.

5. Das Verfahren zum Herstellen einer Bogenentladungsröhre nach Anspruch 3, wobei der Schritt des Bewegens der Spannfutter in Schritten mittels mehrerer Haltepunkte durchgeführt wird, wobei jeder der Haltepunkte einen Positionsde­ tektor umfasst, und wobei das Verfahren umfasst: mit jedem der Positionsdetektoren Erfassen einer Anfangsposition des zumindest einen Spannfutters während einer Zeitdauer beginnend, wenn das zumindest ei­ ne Spannfutter in einen der mehreren Haltepunkte eintritt, bis zum Beginn des Anpressschrittes.