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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung geht aus von einer Wendel, insbesondere einer Doppelwendel,
einer elektrischen Lampe gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 und deren Herstellungsverfahren.
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Stand der Technik
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Das
Dokument
DE 195 38
497 C2 offenbart ein Herstellungsverfahren einer elektrischen
Lampe mit einer Glühwendel aus Wolfram, welcher in den Wendelenden
einen Kerndraht aufweist, der zur erhöhten Festigkeit und
besseren Halt der Wendelenden führt und verhindert, dass
diese tordieren. Bei der Herstellung einer derartigen Wendel, wird
ein Wendeldraht um einen Kerndraht gewickelt und anschließend
die Wendelenden mit Paraffin abgedeckt. Der Wendel wird danach in
ein das den Kerndraht auflösende Säurebad getaucht,
wobei der Kerndraht in den Wendelenden durch das Paraffin vor dem
Säureangriff geschützt ist. Nach dem Säurebad
wird das Paraffin durch Abkochen der Wendel in Lösungsmittel
von den Wendelenden entfernt. Nachteilig bei dieser Lösung
ist, dass das Abdecken der Wendelenden mit Paraffin und das Entfernen
des Paraffins nach dem Säurebad zu hohen Herstellungs-
und Fertigungskosten führt.
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Darstellung der Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, zum einen eine Wendel,
insbesondere eine Doppelwendel, zu schaffen, welche hohe Festigkeit
und Steifigkeit hat und zum anderen ein Herstellungsverfahren für
diese Wendel, welches niedrige Herstellungs- und Fertigungskosten
aufweist und hohen Qualitätsansprüchen entspricht.
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Diese
Aufgabe wird hinsichtlich der Wendel durch die Merkmale des Anspruch
1 und hinsichtlich des Verfahrens durch die Merkmale des nebengeordneten
Anspruchs 6 gelöst.
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Besonders
vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen
Ansprüchen.
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Die
erfindungsgemäße Wendel, insbesondere für
elektrische Lampen, besteht aus einem gewendelten mittleren Wendelabschnitt,
an dem sich um einen Kerndraht gewickelte Wendelabgänge
anschließen, wobei erfindungsgemäß die
Windungen der Wendelabgänge aneinander anliegen.
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Eine
Wendel mit einem gewendelten mittleren Wendelabschnitt, an dem sich
um einen Kerndraht gewickelte Wendelabgänge anschließen,
wird unter Verwendung wenigstens eines Kerndrahtes mit an den Wendelabgängen
aneinander anliegenden Windungen gewickelt und anschließend
in ein Säurebad getaucht, wobei der wenigstens eine Kerndraht aus
der Wendel herausgeätzt wird, mit Ausnahme der Wendelabgänge,
wobei die aneinander anliegenden Windungen den Kerndraht im Wesentlichen
von der Säure abschirmen.
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Mit
den aneinander anliegenden Windungen wird die höchste Windungsdichte
erreicht. Die Steigung der Windungen in dem mittleren Wendelabschnitt
ist vorzugsweise größer und entsprechend den optimalen
Lampen- und Leuchteigenschaften angepasst. Durch die hohe Windungsdichte
bzw. Windungszahl können die Wendelabgänge zusammen
mit dem Kerndraht eine sehr hohe Steifigkeit erreichen, wodurch
diese und die gesamte Wendel größere Robustheit
gegen beispielsweise äußere Krafteinflüsse
aufweisen. Durch die steifen Wendelabgänge ist des Weiteren
eine sehr exakte Positionierung der Wendel beispielsweise beim Verlöten
mit einer Stromzuführung oder beim Einbringen in einen
Lampenkolben möglich.
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Üblicherweise
weisen Wendeln aus dem Stand der Technik nur eine einzige durchgängige Windungssteigung
auf, die von der Steigung der Windungen im mittleren Wendelabschnitt
bzw. Leuchtkörper vorgegeben ist. Die unterschiedliche
Windungssteigung in den Wendelabgängen und dem mittleren
Wendelabschnitt der erfindungsgemäßen Wendel ermöglicht
es, dass die Windungen im Bereich der Wendelabgänge aneinander
anliegend gewickelt werden können, ohne das die Windungen
im mittleren Wendelabschnitt die gleiche Steigung aufweisen, womit
die Anpassung der Steigung an die optimalen Leuchtkörpereigenschaften
unabhängig zu der Steigung der Wendelabgänge gegeben
ist.
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Der
mittlere Wendelabschnitt der Wendel kann vorteilhafter Weise doppelt
gewendelt sein und somit einen Doppelwendel ausbilden. Der Kerndraht könnte
in den Endbereichen der jeweiligen Wendelabgänge und/oder
zu dem mittleren Wendelabschnitten hin aufgrund des Herstellungsprozesses
etwas zurückgezogen sein.
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Der
Wendel besteht bevorzugt aus dem Material Wolfram und der Kerndraht
aus Molybdän oder Eisen.
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Zur
Herstellung der Wendel wird der Wendeldraht um den Kerndraht gewickelt,
wobei die Windungen in den Wendelabgängen vorzugsweise
aneinander anliegend gewickelt werden und in den mittleren Wendelabschnitten
im Wesentlichen beabstandet sind. Der mittlere Wendelabschnitt wird
beispielsweise zu einem Doppelwendel gewickelt. Die gewickelte Wendel
kann anschließend in ein Säurebad getaucht werden,
um den Kerndraht herauszuätzen, wobei die Wendelabgänge,
durch die aneinander anliegenden Windungen, den Kerndraht im Wesentlichen
wie einen Schutzmantel umhüllen und von der Säure
abschirmen und dieser in diesem Bereich der Wendel erhalten bleiben
kann.
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Somit
kann ein sehr kostengünstiges und schnelles Herstellungsverfahren
erreicht werden, da diese Wendel vor dem Säurebad nicht
separat in beispielsweise Wachs getaucht werden muss, welches nach
dem Säurebad entfernt hätte werden müssen. Des
Weiteren sind auch keine Wachsrückstände an der
Wendel möglich, welche den Halogenkreisprozess stören
könnten. Außerdem ist es auch nicht notwendig
einen separaten Draht bzw. Stützdraht in die Wendelabgänge
einzuführen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Im
Folgenden soll die Erfindung anhand zweier Ausführungsbeispiele
näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
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1 eine
Vorderansicht eines erfindungsgemäßen ersten Ausführungsbeispiels
einer Wendel einer elektrischen Lampe;
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2 einen
Querschnitt durch einen Wendelabgang der Wendel gemäß dem
ersten Ausführungsbeispiels;
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3 ein
segmentierten Endlosgewickel gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiels; und
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4 eine
Vorderansicht eines erfindungsgemäßen zweiten
Ausführungsbeispiels einer Wendel.
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Bevorzugte Ausführung
der Erfindung
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In 1 ist
eine Wendel 1 gezeigt, die insbesondere bei Allgebrauchs-Glühlampen,
Signallampen, Halogenglühlampen oder Fotolampen verwendet
werden kann. Die Wendel 1 hat einen mittleren Wendelabschnitt 2,
welcher aus einem Wendeldraht 4 doppelt gewendelt ist,
und zwei daran anschließende einfach gewendelte Wendelabgänge 6.
Der Übergang zwischen den Wendelabschnitten 2, 6 ist
durch die unterschiedliche Steigung der Windungen des Wendeldrahts 4 ersichtlich.
Die Steigung der Wendelabgänge 6 ist so gewählt,
dass die Windungen im wesentlichen aneinander anliegen, im mittleren
Wendelabschnitt 2 dagegen, welcher als Leuchtkörper dient,
ist die Steigung der Windungen größer, wodurch
diese beabstandet sind. Der Wendeldraht 4 besteht aus dem
Material Wolfram.
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In 2 ist
eine Schnittdarstellung des Wendelabgangs 6 der Wendel 1 offenbart,
wobei der Schnitt sich entlang der Schnittlinie A-A aus 1 erstreckt.
Der Wendeldraht 4 ist um einen Kerndraht 7 aus
dem Material Molyb dän gewickelt. Hierdurch und durch die
aneinander anliegenden Windungen in den Wendelabgängen 6 wird
die Steifigkeit dieser Wendelabgänge 6 wesentlich
erhöht. Die erhöhte Steifigkeit der Wendelabgänge 6 führt
dazu, dass der mittlere Wendelabschnitt 2 (s. 1)
besser und fester gehalten wird und die Wendel 1 somit
insgesamt robuster ist gegenüber beispielsweise Stößen,
welche im Betrieb einer elektrischen Lampe auftreten können.
Außerdem ist ein Tordieren der Windungen der Wendelabgänge 6 aufgrund
des Kerndrahts 7 aus 2 erschwert.
Bei der Montage der Wendel kann dieser durch die hohe Steifigkeit
sehr genau positioniert und beispielsweise mit Stromzuführungen
sehr präzise verlötet beziehungsweise verschweißt
werden.
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Der
Kerndraht 7 aus 2 füllt die Wendelabgänge 6 nicht
gänzlich aus, sondern dessen Länge L ist etwas
kürzer als die Länge X der Wendelabgänge 6,
so dass der Kerndraht im Endbereich 10 und im Übergangsbereich 12 zum
mittleren Wendelabschnitt hin etwas zurückgezogen ist.
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Bei
der Herstellung der Wendel 1 wird erst der Wendeldraht 4 in
einem ersten Wendelwickelarbeitsgang auf einer das primäre
Gewickel herstellenden Wendelwickelmaschine um den Kerndraht 7 (s. 2)
gewickelt, wobei die Steigungen der Windungen veränderbar
sind, je nachdem ob der Wendeldraht 4 für einen
späteren Wendelabgang 6 (s. 1)
oder mittleren Wendelabschnitt 2 gewickelt wird. Für
den Wendelabgang 6 wird die Windungssteigung so gewählt,
dass die Windungen aneinander anliegen und den Umfangsbereich des
Kerndrahts 7 im Wendelabgang 6 somit vollständig
abdecken und eine Art Schutzmantel bzw. Schutzhülle bilden.
Im ersten Wendelwickelarbeitsgang wird somit eine Art segmentiertes
Endlosgewickel mit unterschiedlichen Steigungsbereichen der Windungen
erzeugt.
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In 3 ist
das segmentierte Endlosgewickel 8 aus dem oben beschriebenen
Teil des Herstellungsverfahrens gezeigt. Jedes Segment dieses Endlosgewickels 8 weist
zwei Wendelabgänge 6 auf, die jeweils den mittleren
Wendelabschnitt 2 begrenzen. Zwischen den Segmenten des
Endlosgewickels 8 werden beim Wickeln des Wendeldrahts 4 auf
der primären Wendelwickelmaschine Schneideabschnitte 9 bzw.
Schneidunterbrechungen eingebracht, die aus einer halben Umwicklung
der Windung um den Kerndraht 7 (s. 2), der
in 3 nicht dargestellt ist, bestehen und diese Windung
dabei nicht anliegend an die benachbarten Windungen gewickelt wird,
so dass der Kerndraht 7 (s. 2) in diesem
Schneideabschnitt 9 abschnittsweise freiliegt. Ein derartiges Endlosgewickel 8 wird
in einem zweiten Wendelwickelarbeitsgang auf einer das sekundäre
Gewickel herstellenden Wendelwickelmaschine zu einer doppeltgewendelten
Wendel 1 (s. 1) umgeformt, indem der mittlere
Wendelabschnitt 2 ein zweites Mal gewendelt wird, an dem
sich zwei einfach gewendelte Wendelabgänge 6 anschließen.
Die doppeltgewendelten Wendeln 1 bilden weiterhin ein Endlosgewickel 8.
Eine doppeltgewendelte Wendel 1 wird auch als Doppelwendel 1 bezeichnet.
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Das
Endlosgewickel 8 wird nach der Wendelung, um die Stabilität
und Steifigkeit des Doppelwendels 1 zu erhöhen,
formgeglüht.
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Das
Endlosgewickel 8 aus Doppelwendeln 1 wird in einem
nächsten Verfahrensschritt in ein Säurebad bzw.
Mischsäurebad vollständig eingetaucht, wobei der
Kerndraht 7 le diglich im Bereich des mittleren Wendelabschnitts
bzw. des Leuchtkörpers 2 und im Bereich der Schneideabschnitte 9 herausgeätzt wird,
da die aneinander anliegenden Windungen der Wendelabgänge
den Kerndraht 7 vor der Säure abschirmen. In die
Wendelöffnungen 14, 16 (s. 2), welche
sich im Endbereich 10 und Übergangsbereich 12 befinden,
gelangt dennoch Säure zu dem Kerndraht 7, wodurch
dieser in diesen Bereichen 10, 12 etwas abgebaut
wird und spitzenartige Kerndrahtenden 18, 20 ausgebildet
werden. Der Kerndraht bleibt nach dem Säurebad im Bereich
der Wendelabgänge 6 erhalten. Es ist anzumerken,
dass das Eintauchen des Endlosgewickels 8 in das Säurebad
nur solange erfolgt, bis der Kerndraht 7 im Bereich des
mittleren Wendelabschnitts 2 vollständig herausgeätzt
ist. Das Endlosgewickel 8 wird bei Erreichen dieses Zustandes
sofort aus dem Säurebad entfernt, damit der Kerndraht 7 im
Endbereich 10 und Übergangsbereich 12 nicht
weiter abgebaut wird.
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Nach
diesen oben beschriebenen Verfahrensschritten werden die Doppelwendeln 1 im
Bereich der Schneideabschnitte 9 (s. 3)
von dem Endlosgewickel 8 beispielsweise mit einem Schneidewerkzeug
abgetrennt. Da der Kerndraht 7 in diesem Bereich im Säurebad
herausgeätzt wird, erfolgt das Abtrennen der Doppelwendeln 1 lediglich
durch ein Durchtrennen des Wendeldrahts 4 in dem Schneideabschnitt 9.
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Bei
der Doppelwendel 1 aus 1 handelt es
sich um eine Transversalwendel, bei der die Wendelabgänge 6 sich
senkrecht zur Leuchtkörperachse 22 erstrecken
und zueinander in etwa parallel verlaufen.
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In 4 ist
ein zweites Ausführungsbeispiel einer Doppelwendel 24 gezeigt.
Die Wendelabgänge 6 sind jeweils in einem Biegebereich 26,
der in dem Bereich des jeweiligen Wendelabgangs 6 mit aneinander
anliegenden Windungen liegt, um in etwa einen rechten Winkel abgebogen
und verlaufen im Wesentlichen parallel zur Leuchtkörperachse 28 des Leuchtkörpers 30.
Diese Doppelwendel 24 wird in dieser Anordnung auch als
Axialwendel bezeichnet. In diesen Biegebereichen 26 der
Wendelabgänge 6 liegen die Windungen im Bereich
des äußeren Biegeradius nicht mehr aneinander
an, wodurch im Herstellungsverfahren Säure, im oben beschriebenen Verfahrenschritt
des Säurebads, zwischen den Windungen zu dem Kerndraht
(nicht dargestellt) gelangen und dieser herausgeätzt werden
würde. Aus diesem Grund werden bei einer derartigen Doppelwendel 24 die
Biegebereiche 26 vor dem Säurebad beispielsweise
mit Wachs abgedeckt, so dass der Kerndraht auch in diesem Bereich
vor der Säure im Säurebad geschützt ist
und erhalten bleibt.
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Die
Erfindung ist nicht auf das oben erläuterte Ausführungsbeispiel
beschränkt. Als Kerndrahtmaterial wäre beispielsweise
anstelle von Molybdän auch Eisen geeignet.
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Offenbart
ist eine Doppelwendel 1 aus Wolfram, die einfach gewendelte
Wendelabgänge 6 aufweist, deren Windungen aneinander
anliegen, entsprechend einem Steigungsfaktor 1, und einen
Kerndraht 7 ummanteln und diesen im Herstellungsverfahren
der Wendel vor der Säure im Säurebad abschirmen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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