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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Glaskolben mit linsenförmigem
Boden Für die Herstellung von Glaskolben mit einem linsenförmigen Boden für Glühlampen,
insbesondere Kleinstlampen, ist ein Verfahren bekannt, bei dem das offene Ende eines
geraden Glasrohrstückes zur Bildung eines verdickten Bodens zugeschmolzen und das
in der Nähe dieses verdickten Teiles liegende Rohrmaterial im warmen Zustand durch
Blasen aufgewertet wird. Nach Herstellung der Lampe mit einem solchen Kolben hat
die Linse eine konzentrierende Wirkung auf das ausgesandte Licht. Das verwendete
Glasrohr hat meistens einen kleinen Durchmesser, z. B. von weniger als 10 mm. Beim
Durchführen des bekannten Verfahrens hat auch die Linse einen Durchmesser, der höchstens
gleich dem Durchmesser des verwendeten Glasrohres, häufig jedoch kleiner als dieser
ist. Um eine zweckdienliche Bündelung durch die Linse zu erzielen, müssen die Krümmungsradien
der Linsenoberflächen verhältnismäßig klein sein, was bedeutet, daß die Brennweite
der Linse auch verhältnismäßig klein ist. Bei einer solchen kleinen Brennweite ist
die Wahl der Stellung des Glühkörpers gegenüber der Linse kritisch. Bei dieser Art
von Linsen führen verhältnismäßig kleine Abweichungen von der vorgeschriebenen Stellung
verhältnismäßig große Ungenauigkeiten in der Bildung des Bündels herbei. Es wäre
daher vorteilhaft, ein Verfahren zur Herstellung solcher mit einer Linse versehenen
Kolben zur Verfügung zu haben, bei welchen der Durchmesser der Linse größer ist
als der Durchmesser des rohrförmigen Ausgangsmaterials. Die Erfindung schafft eine
Lösung für diese Aufgabe.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Linsenkolben gründet
sich auf das obenerwähnte bekannte Verfahren und ist dadurch gekennzeichnet, daß
nach der Verformung eines Endes des Glasrohres zu einem verdickten Boden und vor
dem Aufblasen des in der Nähe dieses Bodens befindlichen Teiles des Glasrohres die
Außenseite des verdickten, noch verformbaren Bodens mit einem Abstützglied in Berührung
gebracht wird, dessen Stützfläche einen größeren Krümmungsradius hat als die Außenseite
dieses Bodens im Augenblick der ersten Berührung, wobei infolge dieser Berührung
der noch verformbare Boden sich über die Bodenfläche des Abstützgliedes verbreitert
und die Gestalt eines Bodens mit einem größeren Durchmesser und mit größerem Krümmungsradius
seiner unteren Begrenzungsfläche annimmt, und nach dem Aufblasen der Boden erneut
erhitzt wird, so daß das im Boden vorhandene Glas sich zusammenzieht und die Form
einer Linse annimmt, die einen Durchmesser mindestens gleich dem 1,lfachen des Durchmessers
des Ausgangsmaterials hat.
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Das Wesentliche der Erfindung ist das Auffangen eines Teiles des warmen
Glasrohres mittels eines besonders gestalteten Abstützgliedes, wobei der zuvor verdickte
Boden einen größeren Durchmesser annimmt und gleichzeitig der Krümmungsradius der
äußeren Begrenzungsfläche des linsenförmigen Bodens des geschlossenen Glasrohrstücks
vergrößert wird.
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Im Vergleich zu einer Glühlampe mit einem bisher bekannten Kolben,
der aus einem Glasrohr entsprechenden Durchmessers als Ausgangsmaterial hergestellt
ist, zeigt es sich, daß bei einer Glühlampe mit einem auf die vorstehend beschriebene
Weise hergestellten Kolben die Lage des Glühkörpers gegenüber dem Linsenteil des
Kolbens erheblich weniger kritisch ist.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden die Stützfläche und das während dieser Vorgänge gehalterte Glasrohr, wenn
der noch verformbare Bodenteil mit der Stützfläche in Berührung kommt, aufeinander
zu bewegt. Dies ist günstig zum Erzielen von identischen Enden der bearbeiteten
Kolben.
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Gemäß der Erfindung enthält eine Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen
Verfahrens
an einer Anzahl aufeinanderfolgender- Stationen Brenner,
die nacheinander das offene )Ende des Glasrohrstückes, das durch einen einen Teil
der Vorrichtung bildenden Halter längs dieser Stationen geführt wird, zu einem verdickten
Boden zuschmelzen. An einer weiteren Station ist eine mehrteilige Blasform angeordnet,
während an einer anderen Anzahl dieser Form folgender, weiterer Stationen wieder
Brenner vorgesehen sind, die- lediglich .auf den verdickten Boden des in der Form
gebildeten Kolbens gerichtet sind.
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Eine in der erwähnten Vorrichtung anwendbare mehrteilige Blasform
hat das Merkmal, daß das Formteil, welches der unteren Fläche des in der Form herzustellenden
Kolbens die gewünschte Gestalt gibt, ein gegenüber den übrigen Formteilen verschließbares
Bodenteil ist, das so ausgebildet ist, daß in seiner höchsten Stellung zwischen
seiner formgebenden Fläche und der Innenkontur der übrigen Formteile ein diskontinuierlicher
Übergang besteht.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.
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In den F i g. 1 bis 7 ist in aufeinanderfolgenden Stufen veranschaulicht,
wie erfindungsgemäß aus einem geraden Stück eines am unteren Ende offenen Glasrohres
ein Kolben hergestellt wird, der am Boden eine Linse mit einem Durchmesser größer
als der Durchmesser des Ausgangsmaterials besitzt. Von diesen Figuren zeigen insbesondere
die F i g. 5.1, 5.2 und 5.3, auf welche Weise das Rohrmaterial in der Mehrfachform
umgewandelt wird.
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F i g. 8 zeigt eine Miniaturlampe, deren Kolben mittels des Verfahrens
nach der Erfindung hergestellt ist.
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In bezug auf die Formveränderung des geraden Glasrohrstückes zum Erzielen
des mit einer Linse versehenen Kolbens nach F i g. 6 werden nachstehend Einzelheiten
an Hand der F i g. 1 bis 6 angegeben.
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Es wird von einem geraden Glasrohrstück 1 ausgegangen, das in dem
schematisch angedeuteten Halter 2 festgeklemmt und in Richtung des Pfeiles A in
Drehung versetzt wird (F i g. 1). Das untere Ende 3 des Glasrohres wird durch Brenner
erhitzt, wodurch dieses untere Ende, wie in F i g. 2 bei 4 angedeutet ist,
zugeschmolzen wird. Der Brenner ist dabei vorzugsweise etwas schräg aufwärts gerichtet.
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In der in F i g. 3 veranschaulichten Lage wird der Boden 5 am Glasrohr
durch eine weitere Erhitzung hergestellt. Dieses Ende ist somit ganz verschlossen.
Außerdem wird die Zone 6 des Glasrohres vorerhitzt.
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In dem in F i g. 4 dargestellten Zustand ist der Boden des Glasrohres
weiter erhitzt, so daß dieser Boden 7 verdickt wird und eine mehr oder weniger
linsenförmige Gestalt annimmt. Der linsenförmige Teil 7 hat dabei einen Durchmesser
d7, der kleiner ist als der Außendurchmesser dl des Ausgangsmaterials
1.
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Die kombinierten Auffang- und Blasvorgänge, die in drei verschiedenen
Stufen in den Fi g. 5.1, 5.2 und 5.3 veranschaulicht sind, ergeben einen Linsenkolben,
bei dem der Linsendurchmesser größer ist als der Außendurchmesser des Ausgangsmaterials
1.
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Die verwendete Form besteht aus den Teilen 10,11
und
12. Die Teile 10 und 11 haben die Gestalt des in diesem Falle
sphärischen Teiles des herzustellenden Kolbens, während der Formteil 12 eine
obere Fläche 13 mit einem Krümmungsradius rls hat, der größer ist als der
Krümmungsradius r7 der -untereri,`Fläche des Bodens 7 in dem- Augenblick, in dem
das in F i g. 4 dargestellte Produkt in die Form nach F i g. 5 gelangt.
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- Wenn- das mit einem Boden versehene GI;äsrolirstück 1, das
noch durch den Halter 2 gehalten -wird', in die in F i g. 5 dargestellte
Form gelangt, wird die Drehung des Glasrohres um seine eigene Achse beendet. Die
zweiteilige Form 10, 11 wird in dem in F i g. 5.1 dargestellten Zustand um das Glasrohr
geschlossen, und .der Bodenteil 12, dessen obere Fläche noch in der in F i g. 5.1
dargestellten durch volle Linien angedeuteten Lage ist, wird aufwärts bewegt. Wenn
die obere Fläche 13 dieses Formteiles 12 die untere Seite des Bodens 7 des
Glasrohres 1 erreicht, ergibt sich der in F i g. 5.1 gestrichelt angedeutete
Zustand 13'. Bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Formteiles 12 breitet sich der
Bodenteil 7 des Glasrohres über die obere Fläche 13 des Formteiles 12 aus, so daß
er abgeflacht wird. Das Material des Bodens ist noch gut verformbar.
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Bei der weiteren Aufwärtsbewegung des Bodenteiles 12 der Form ergibt
sich der in F i g. 5.2 dargestellte Zustand, bei dem die obere Fläche des Teiles
12 die Lage 13" annimmt. Außerdem wird durch das obere Ende des Glasrohres
1 Gas unter Druck eingeblasen. Der noch verformbare Wandteil 14 des
Glasrohres 1 baucht sich infolgedessen aus. Allmählich wird somit die in F i g.
5.3 dargestellte Gestalt erreicht. Diese Figur zeigt die höchste Lage des Formteiles
12. Auf der unteren Seite des Glasrohres 1 hat sich ein oben abgeflachter, verdickter
Boden 16 mit einem größeren Durchmesser gebildet. Es ergib sich weiter, daß der
Wandteil 14 sich gegen die Innenseite der Form 10, 11 gelegt hat. In dieser
Endstufe des verschiebbaren Bodenteiles 12 besteht nach wie vor ein diskontinuierlicher
Übergang zwischen dem oberen Rand 12a seiner oberen Fläche 13 und dem unteren Rand
19 a der gekrümmten Begrenzungen 19 der Wände der Formteile 10 und 11. Infolge dieser
Diskontinuität weist der aus der Form herausgenommene Kolben (F i g. 6) am Boden
eine verhältnismäßig große Glasmenge auf, welche die Formgebung der gewünschten
Linse fördert. Der Boden des Kolbens weist auf der Außenseite die ursprüngliche
Diskontinuität noch teilweise auf, 15.
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Nachdem die Form 10, 11, 12 geöffnet und der Kolben entfernt ist,
wird dieser mittels des Halters 2 wieder um seine eigene Achse in Drehung versetzt.
Mittels einer Anzahl von Brennern wird der verdickte Boden 16, der in F i
g. 5.3 dargestellt ist, wieder erhitzt, wodurch infolge der resultierenden Kontraktion
des Glases dieser Boden verformt wird und die in F i g. 7 veranschaulichte, endgültige
Gestalt 17
annimmt.
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An weiteren Stationen wird der ganze Kolben durch Brenner spannungsfrei
gemacht, wobei die Gestalt des Kolbens nach F i g. 7 beibehalten wird. Schließlich
wird der erhaltene Kolben 18 längs der in F i g. 7 angedeuteten Ebene B-B von dem
Ausgangsmaterial 1 getrennt, so daß der Kolben für weitere Verarbeitung fertig
ist. Es ergibt sich, daß der Durchmesser d17 des Linsenteiles 17 größer geworden
ist als der Außendurchmesser dl des Ausgangsmaterials. Dieser vergrößerte Durchmesser
ist mindestens 1, 1mal dem Durchmesser dl des Ausgangsmaterials. Durch passende
Gestaltung der Form, insbesondere des Durchmessers des Formteiles 12 und
des Krümmungsradius
rl., seiner oberen Fläche kann auch ein Linsendurchmesser
erhalten werden, der z. B. das 1,4- oder 1,5fache, in bestimmten Fällen sogar das
Zweifache des Durchmessers d1 des Ausgangsmaterials ist.
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Die Bearbeitung des Glasrohres erfolgt vorzugsweise in einer stufenweise
drehenden Maschine, die z. B. sechzehn Stationen hat. Diese können wie folgt über
die durchzuführenden Vorgänge verteilt sein: In den ersten beiden Stationen wird
das Glasrohr eingesetzt und das Ende 3 des Glasrohres vorerhitzt. Die Gestalt des
Glasrohres in diesen Stellungen ist in F i g. 1 dargestellt.
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In der dritten und vierten Station wird das Ende des Rohres weiter
vorerhitzt in der Weise, daß das Ende 4 zuschmilzt. Dieser Zustand ist in F i g.
2 dargestellt.
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In der fünften Station, die in F i g. 3 dargestellt ist, schließt
sich das Ende 5 des Rohres völlig, während in der sechsten Station das Ende 7 des
Rohres verdickt wird.
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In der siebenten und der achten Station wird der zylindrische Teil
des Glasrohres auf eine solche Temperatur erhitzt, daß es in der neunten Station
zu einem Kolben aufgeblasen werden kann. Die dreiteilige Blaseform ist in der neunten
Station angeordnet.
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In den weiteren Stationen wird der verdickte Boden des Kolbens in
die in F i g. 7 dargestellte Linse der gewünschten Gestalt verformt.
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Bevor in der sechzehnten Station der fertige Kolben abgeschnitten
wird, kann er in den vorhergehenden Stationen spannungsfrei gemacht werden.
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Der aufgeweitete Teil des Kolbens 18 kann durch passende Wahl der
inneren Gestalt der Formteile 10
und 11 auch eine andere Gestalt als die dargestellte
erhalten. Gegebenenfalls kann dieser aufgeweitete Teil zylindrisch gestaltet sein,
mit oder ohne örtlichen) Einschnürung(en).
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F i g. 8 zeigt schließlich in vergrößertem Maßstab eine Glühlampe
für eine Taschenlampe, die mit einem nach der Erfindung hergestellten Kolben 20
versehen ist. Dieser Kolben hat ein Zwerggestell 21. Die Stromzuführungsdrähfie
22 und 23 sind auf die bei Miniaturlampen übliche Weise zwischen den einander zugekehrten
Flächen des Kolbenhalses 24 und dem Entlüftungsröhrchen eingeschmolzen, von dem
in F i g. 7 der zugeschmolzene, verbleibende Teil 25 sichtbar ist. Die Stromzuführungsdrähte
sind auf übliche Weise an dem zentralen Kontakt 26 und dem mit Gewinde versehenen
Metallteil 27 des Lampenfußes durch Löten befestigt. Der Lampenfuß ist durch
Kitt 28 am Kolbenhals 23 befestigt.
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Der linsenförmige Teil 30 des Lampenkolbens hat einen Durchmesser
d.., der hier etwa 1,5mal so groß ist wie der Außendurchmesser d2, des Halses 24
der Lampe.