DE1090316B

DE1090316B - Putty fastening of bases to the glass vessels of electric lamps

Info

Publication number: DE1090316B
Application number: DE1959P0022203
Authority: DE
Inventors: Dr Marcello Pirani; Dr Werner Roebling
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1959-02-10
Filing date: 1959-02-10
Publication date: 1960-10-06

Description

Kitt-Befestigung von Sockeln an den Glasgefäßen elektrischer Lampen Die Erfindung betrifft Kitte zur Befestigung an den Glasgefäßen elektrischer Lampen, die aus Kunstharzen und mineralischem Füllstoff zusammengesetzt sind.Putty fastening of sockets to the glass vessels of electric lamps The invention relates to putties for attachment to the glass vessels of electric lamps, which are composed of synthetic resins and mineral filler.

Ein solcher Kitt soll nach dem Abbinden erst bei so hohen Temperaturen, zweckmäßig von über 200° C, wieder erweichen, die praktisch selbst unter ungünstigen Umständen beim Betrieb der Lampe niemals auftreten. Ferner muß der Kitt eine ausreichende mechanische Festigkeit bei den Drehbeanspruchungen haben, die beim Schrauben der Lampe in der Fassung zwischen dem Lampengefäß, das der Benutzer anfaßt, und dem in der Fassung sitzenden Sockel auftreten, und dies auch bei den im Betrieb und bei Verwendung in tropischem Klima vorkommenden erhöhten Temperaturen. 'Vor allem aber soll der Kitt bei den erheblichen Temperaturänderungen des Abbackens und Betriebes keine Spannungen im Glas erzeugen, die zu Sprüngen im Glasgefäß führen können.After setting, such a putty should only be used at such high temperatures expedient of over 200 ° C, soften again, the practically even under unfavorable Circumstances occur when operating the lamp. Furthermore, the putty must have a sufficient mechanical strength under the torsional stresses that occur when screwing the Lamp in the socket between the lamp vessel that the user grips and the occur in the socket seated, and this also in the operation and elevated temperatures encountered when used in tropical climates. 'Above all but should the putty with the considerable temperature changes during baking and operation Do not create any tension in the glass that could lead to cracks in the glass vessel.

Es sind Kunstharzkitte bekannt, die ein oder zwei, jedoch nicht alle drei genannten Merkmale gleichzeitig aufweisen. Beispielsweise sind Kunstharzkitte beschrieben worden, die nach der Wärmehärtung eine hohe mechanische Festigkeit aufweisen, und andere mit einer hohen Wiedererweichungstemperatur. Diesen Kitten fehlt jedoch die zum Ausgleich von mechanischen Spannungen erforderliche Elastizität, und es treten daher bei der Verkittung von Glas- mit Metallteilen, insbesondere nach dem Abbacken des Kittes, Spannungen im Glas auf, die leicht zu Sprüngen führen und einen verhältnismäßig großen Ausschußanteil der Produktionsmenge verursachen. Andererseits gibt es Kunstharzkitte, die zwar keine Spannung im Glas erzeugen, jedoch eine verhältnismäßig niedrige Wiedererweichungstemperatur haben und daher für die Sockelung von solchen Lampen ungeeignet sind, an die hohe Güteanforderungen hinsichtlich Wärmebeständigkeit und Tropenfestigkeit gestellt werden.Resin putties are known, one or two, but not all have three characteristics mentioned at the same time. For example, synthetic resin putties are have been described, which have a high mechanical strength after heat curing, and others with a high re-softening temperature. However, these kittens are missing the elasticity required to compensate for mechanical stresses, and it therefore occur when cementing glass with metal parts, especially after Baking of the putty, tensions in the glass that easily lead to cracks and one cause a relatively large proportion of rejects in the production volume. on the other hand there are synthetic resin putties that do not create tension in the glass, but do a relatively high one have a low re-softening temperature and are therefore suitable for the base of such Lamps are unsuitable for the high quality requirements in terms of heat resistance and tropical stability.

Diese bekannten Kunstharzkitte bestehen im allgemeinen aus einer Mischung mehrerer Kunstharze, gegebenenfalls geringen organischen Zusätzen und zum überwiegenden Teil aus Füllstoffen, wie z. B. Kalkspat und Schlämmkreide.These known synthetic resin putties generally consist of a mixture several synthetic resins, possibly small organic additives and predominantly Part of fillers, such as. B. Calcspar and whiting chalk.

Ziel der Erfindung war daher, ein Kunstharzkitt zur Befestigung von Sockeln an Lampenkolben zu finden, der nicht nur eine große mechanische Festigkeit und eine hohe Erweichungstemperatur besitzt, sondern auch genügend elastisch ist, so daß praktisch keine schädlichen Spannungen im Glas auftreten können. Es wurde versucht, dieses Ziel durch Verbesserung der Füllstoffkomponente zu erreichen. Der gesuchte Füllstoff muß eine gute Adhäsion an Kunstharz und in dem hier interessierenden Temperaturbereich eine ausreichende Elastizität und eine passende Deformationsgrenze aufweisen. Ferner sind das Schüttvolumen, die innere und äußere Oberfläche und eine geringe Feuchtigkeitsempfindlichkeit beachtlich.The aim of the invention was therefore to provide a synthetic resin putty for fastening Find sockets on lamp bulbs, which not only have great mechanical strength and has a high softening temperature, but is also sufficiently elastic, so that practically no harmful stresses can occur in the glass. It was tries to achieve this goal by improving the filler component. Of the The filler sought must have good adhesion to synthetic resin and to the material of interest here Temperature range sufficient elasticity and a suitable deformation limit exhibit. Furthermore, the bulk volume, the inner and outer surface and a low moisture sensitivity considerable.

Keiner der Füllstoffe von für die verschiedensten Verwendungszwecke bekannten Harz- und Kunststoffkitten entspricht allen diesen Forderungen. Die meisten bekannten Füllstoffe sind zu hart oder zu wenig elastisch, und nach dem Abbinden der damit zusammengesetzten. Kitte sind im Glas mechanische Spannung--n vorhanden, die leicht zu Sprüngen führen. Beim Verbinden von Materialien, die nicht so leicht brechen wie Glas, beispielsweise von verschiedenen Metallteilen, mögen die entstehenden Spannungen nicht stören. Für die Verbindung von Metall- mit Glasteilen wie Lampensockeln mit Lampengefäßen ist jedoch ein Kitt, der mechanische Spannungen genügend ausgleicht und die anderen erwähnten Eigenschaften besitzt, un.erläßlich, wenn der Ausschuß bei der Produktion klein bleiben soll.None of the fillers from for a wide variety of uses known resin and plastic cement meets all of these requirements. Most known fillers are too hard or too little elastic, and after setting the compound with it. Putties are mechanically stressed in the glass - n, which easily lead to jumps. When joining materials that are not so easy break like glass, for example from different metal parts, like the emerging ones Tensions do not interfere. For connecting metal and glass parts such as lamp bases with lamp vessels, however, is a putty that sufficiently compensates for mechanical stresses and has the other properties mentioned, indispensable when the committee should remain small in production.

Der nach der Erfindung verwendete Kitt erfüllt alle erwähnten Forderungen. Sein Wiedererweichungsbereich liegt über 200° C, erweist eine große mechanische Festigkeit bei Drehheanspruchungen auf, und vor allem ist der Glasteil nach dem Abbinden des Kittes praktisch frei von schädlichen Spannungen.The putty used according to the invention meets all the requirements mentioned. Its re-softening range is above 200 ° C, proving a great mechanical Strength in the case of torsional stresses, and above all the glass part is after Setting of the putty practically free of harmful tension.

Die Erfindung besteht in der Anwendung eines aus Kunstharzen und Vermiculit bestehenden Kittes zur Befestigung des Sockels am Glasgefäß elektrischer Lampen.The invention consists in the use of one of synthetic resins and vermiculite existing putty for attaching the base to the glass vessel of electric lamps.

Vermiculit ist bekanntlich ein poröses Mineral, das aus vielen dünnen Kristallplättchen, etwa 100 000 auf 1 cm Dicke, aufgebaut ist und sich durch eine sehr geringe Dichte auszeichnet. Der natürlich vorkommende Vermiculit wird durch Calcinierung aufbereitet und gemahlen. Bei einer Korngröße von 1 bis 2 mm beträgt das Raumgewicht des geschütteten Vermiculiis 96 kg pro Kubikmeter, also etwa 0,1 g pro Kubikmeter. Vermiculit wurde bisher als Isolationsmittel gegen Schall und Wärme im Bauwesen verwandt, da er wegen der vielen feinen Luftbläschen zwischen den dünnen- Plättchen ein hohes Isolationsvermögen hat. Bei der Verwendung als Füllstoff eines Lampensockelkittes gemäß der Erfindung ermöglicht die große Porosität des Vermiculits die Aufnahme und »Verankerung« einer ansehnlichen Menge der für die Festigkeit der Kittmasse nach der Erhärtung und Polymerisation maßgebenden Kunstharze. Maßgebend zur Erzielung der Spannungsfestigkeit dürfte die wellige, federnde Struktur der zahlreichen kleinen geschichteten Lamellen des Vermiculits sein.Vermiculite is known to be a porous mineral made up of many thin ones Crystal platelets, about 100,000 to 1 cm thick, is built up and through a very low density. The naturally occurring one Vermiculite is prepared by calcination and ground. With a grain size of 1 to 2 mm, the density of the poured vermiculi is 96 kg per cubic meter, so about 0.1 g per cubic meter. Vermiculite was previously used as an isolating agent against Sound and heat are related in construction, as they are due to the many fine air bubbles has a high insulating capacity between the thin platelets. When using as a filler of a lamp base cement according to the invention allows the large Porosity of the vermiculite the absorption and "anchoring" of a considerable amount that is decisive for the strength of the putty after hardening and polymerisation Synthetic resins. Decisive for achieving the dielectric strength should be the wavy, resilient structure of the numerous small, layered vermiculite lamellae be.

Die Gewichtsanteile der Harze und des Vermiculits können etwa gleich groß sein. jedoch kann der Gewichtsanteil des V ermiculits auch kleiner sein und etwa 20 bis 50`11/11 der festen Kittbestandteile betragen. Die Verwendung von gießbaren Fugenkitten mit einem geringen Gehalt von bis zu 3,511/m Vermiculit zum Dichten von Betonfugen in Fahrbahnen ist bereits bekannt. jedoch kann hieraus nicht die besondere Eignung eines Kunstharzkittes mit einem Vermiculitanteil von 20 bis 50 Gewichtsprozent der festen Kittbestandteile zum Befestigen des Sockels am Glasgefäß elektrischer Lampen entnommen werden.The weight proportions of the resins and the vermiculite can be approximately the same be great. however, the proportion by weight of the V ermiculite can also be smaller and be about 20 to 50`11 / 11 of the solid putty components. The use of castable Joint filler with a low vermiculite content of up to 3.511 / m for sealing of concrete joints in roadways is already known. however, from this it cannot Synthetic resin putty with a vermiculite content of 20 to 50 is particularly suitable Percentage by weight of the solid cement components for attaching the base to the glass vessel electric lamps.

Als günstig für die Zusammensetzung mit Verrniculit als Füllstoff hat sich eine Kunstbarzmischung aus einem Phenolharz, einem Polyvinylacetal und einem Urethan-Formaldehyd-Harz erwiesen. Vorzugsweise ist der Gewichtsanteil des Phenolharzes größer als der Gewichtsanteil jeder der beiden anderen Kunstharzkomponenten. Diese Erhöhung des Phenolharzanteils begünstigt die Festigkeit des Kittes nach dem Erhärten.As favorable for the composition with Verrniculit as a filler has a synthetic resin mixture of a phenolic resin, a polyvinyl acetal and a urethane-formaldehyde resin. The proportion by weight is preferably the Phenolic resin greater than the weight percentage of either of the other two synthetic resin components. This increase in the proportion of phenolic resin improves the strength of the putty after Hardening.

Folgende Zusammensetzung der festen Kittbestandteile hat sich als besonders brauchbar für die röhrenförmigen Leuchtstofflampen erwiesen: 12,4 Gewichtsprozent Polyvinylacetal, 34,3 Gewichtsprozent Phenolharz, 10,4 Gewichtsprozent Urethan-Formald.ehyd- Harz, 42,9 Gewichtsprozent Vermiculit, Korngröße 1 bis 2 mm. Als Lösungsmittel für die Harze wurde Brennspiritus verwandt. Dieser Kitt erweicht nach dem Abbinden erst bei 230 bis 260° C, also bei Temperaturen, die weit über den üblichen Betriebstemperaturen liegen and die Benutzung der mit diesem Kitt gesockelten Lampen auch in tropischem Klima ermöglichen.The following composition of the solid cement components has proven to be particularly useful for tubular fluorescent lamps: 12.4 percent by weight polyvinyl acetal, 34.3 percent by weight phenolic resin, 10.4 percent by weight urethane formaldehyde Resin, 42.9 percent by weight vermiculite, grain size 1 to 2 mm. Denatured alcohol was used as a solvent for the resins. After setting, this putty only softens at 230 to 260 ° C, i.e. at temperatures that are far above the usual operating temperatures and enable the lamps capped with this putty to be used in tropical climates.

Als ein Maß für die mechanische Festigkeit des Kittes wurde das Drehmoment ermittelt, das zum gewaltsamen Abdrehen des Sockels von der Lampe erforderlich ist. In der Praxis wird bei der Herstellung von Lampen mit besonderen Gütemerkmalen eine durch ein Drehmoment von mehr als 130 cm - kg gekennzeichnete Abdrehfestigkeit für die einzelne Lampe gefordert; für das Mittel aus mehreren Lampen soll das Drehmoment mehr als 160 cm - kg betragen. Bei dem oben angegebenen Kitt betrug das zum gewaltsamen Abdrehen der Sockel von den Lampen erforderliche, zwei Stunden nach der Sockelung ermittelte Drehmoment mehr als 200 cm - kg.The torque was used as a measure of the mechanical strength of the cement determined that is necessary for forcibly twisting the base from the lamp. In practice, in the manufacture of lamps with special quality features, a twisting strength characterized by a torque of more than 130 cm - kg for the individual lamp required; for the mean from several lamps the torque should be be more than 160 cm - kg. With the putty given above, this was too violent Twist off the base from the lamps required two hours after the base determined torque more than 200 cm - kg.

Nach dem Abbacken des Kittes etwa im Glas entstandene Spannungen lassen sich dadurch nachweisen, daß Glas durch mechanische Spannungen doppelbrechend wird. Gemessen wird der Gangunterschied, den zwei planpolarisierte, senkrecht zueinander schwingende Lichtwellen beim Durchlaufen eines Glasprüfringes aus dem Lampengefäßmaterial erhalten, der mittels des zu prüfenden Kittes mit einem Prüfring aus dem Sockelmetall verbunden ist. Der mit dem oben angegebenen Kitt zusammengesetzte Prüfkörper wurde auf die übliche Abbacktemperatur von 180° C gebracht und nach Abbackzeiten von 13 bis 180 Minuten der erläuterten optischen Prüfung unterzogen. Es ergaben sich keine oder nur sehr geringe Gangunterschiede. Das Glas zeigte also praktisch keine Doppelbrechung und somit auch keine schädlichen mechanischen Spannungen. Die Abbackzeiten von 13 bis 180 Minuten ergaben sich aus den technischen Voraussetzungen bei der Lampensockelung und können innerhalb dieser Grenzen variiert werden.Tensions that have arisen in the glass after the cement has baked off can be demonstrated by the fact that mechanical stresses cause glass to become birefringent. What is measured is the path difference that two plane-polarized light waves oscillating perpendicularly to one another receive when they pass through a glass test ring made of the lamp vessel material, which is connected to a test ring made of the base metal by means of the cement to be tested. The test specimen composed of the above-mentioned cement was brought to the usual baking temperature of 180 ° C. and, after baking times of 13 to 180 minutes, subjected to the optical test explained. There were no or only very small path differences. The glass showed practically no birefringence and therefore no harmful mechanical stresses. The baking times of 13 to 180 minutes resulted from the technical requirements for the lamp base and can be varied within these limits.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Application of one made from synthetic resins and vermiculite as a filler existing putty for attaching the base to the glass vessel electrical Lamps.

2. Application of a putty according to claim 1, the resins and vermiculite in about contains equal parts by weight.

3. Application of a putty according to claim 1, whose Vermiculite content is 20 to 50 percent by weight of the solid cement components.

4. Use of a putty according to claim 1 to 3, which is a phenolic resin as synthetic resin, contains a polyvinyl acetal and a urethane-formaldehyde resin.

5. Use of a putty according to claim 1 to 4, the proportion by weight of the phenolic resin is greater than the proportion by weight of each of the other two synthetic resin components. Considered publications: German Patent Specifications No. 883 789, 899 097; U.S. Patent Nos. 2,511,830, 2,625,522, 2,396,607 ; Lüttgen, "Die Technologie der Klebstoffe", 1953, pp. 161 to 166; 1957, part 2 (putties, adhesives and sealing compounds), p. 124/125.