DE1489460C3 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zwerglampe mit einem rohrförmigen Gefäß aus einem gewöhnlich für Lampenzwecke gebräuchlichen Weichglas, wie Bleiglas oder Kalkmagnesiaglas, dessen eines Ende durch eine als Sockel ausgebildete Flachquetschung abgeschlossen ist, in der neben den Stromzuführungen ein dünnwandiges Kupferpumpröhrchen mit einem Außendurchmesser von weniger als 1,5 mm und einer Wandstärke von weniger als 0,2 mm eingequetscht ist, welches sowohl ein Stück in die Lampe hinein als auch aus ihr herausragt und welches nahe seiner Austrittsstelle aus der Flachquetschung durch mechanisches Zuquetschen verschlossen ist, und die eine durchgehende Querrille besitzt, die ihre schmalste Stelle bildet, nach Anspruch 1 des Patents 1489451.

Es ist bekannt, das metallische Pumprohr von Entladungsgefäßen durch Löten oder Schweißen zu ver-.. schließen. Um die nachteiligen Auswirkungen des

ίο Schweißvorganges zu vermeiden und die Zuverlässigkeit der Abdichtung zu verbessern, ist es bekannt, das Pumprohr zunächst vorzuquetschen und anschließend durch mehrere Strichschweißungen in verschiedener axialer Höhe vakuumdicht zu verschließen (vgl. deutsche Patentschrift 712 421).

Ferner ist es bekannt, ein metallisches Pumprohr auf einem Stück seiner Länge nachzudrücken und so abzuschneiden, daß ein trichterförmiges Stück übrigbleibt, welches dann zwecks Abdichtung mit Hartlot gefüllt wird (vgl. deutsche Patentschrift 872 607).

Schließlich ist bekannt, auf einfache Weise einen vakuumdichten Verschluß einer Entladungsröhre durch mechanisches Zukneifen des Metallpumprohres zu erhalten. Hierbei tritt ein Vorgang auf, der insbesondere zur Verbindung von Metallteilen beschrieben wurde und als Kaltpreßschweißen bezeichnet wird. Die zu verbindenden Metallteile werden miteinander in Berührung gebracht und einem solch hohen Druck ausgesetzt, daß ohne nennenswerte Wärmezufuhr ein Fließen des Materials auftritt und die verschiedenen Metallteile einander durchdringen. Beim Verschließen von metallischen Pumprohren durch Kaltpreßschweißen wurden bisher rein keilförmige Quetschbalken verwendet, die eine rein keilförmig zusammenlaufende Pumprohrspitze des Pumprohres hervorrufen. Die Wände des Pumprohes berühren sich erst kurz vor dem Ende des abgeschnittenen, verschlossenen Pumprohres und nur auf einer Wegstrecke, die im Vergleich mit der Gesamtlänge des zusammenlaufenden Teils des Pumprohres sehr kurz ist.

Bei solchen rein keilförmig zusammenlaufenden Metallpumprohren wurden nicht selten Undichtigkeiten festgestellt.

Untersuchungen ergaben, daß für die Güte des vakuumdichten Verschlusses eines Metallpumprohres durch Kaltpreßschweißen die Flußrichtung des Materials während des Schweißvorganges von ausschlaggebender Bedeutung ist.

Es zeigte sich, daß beim mechanischen Zuquetschen nach dem Quetschen rein keilförmig zusammenlaufender Metallpumprohre das Wandmaterial des Rohres vorwiegend in Richtung senkrecht zu den das Zusammenpressen bewirkenden Schneiden des keilförmigen Quetschwerkzeuges fließt. Dies hat zur Folge, daß beim Flachdrücken des Rohres die Enden des sich bildenden Spaltes immer die Tendenz haben, aufzufedern, und daß beim weiteren Zusammenpressen des Rohres die Gefahr besteht, daß sich wegen des vorwiegend in Richtung senkrecht zur Schneide des Quetschwerkzeuges stattfindenden Fließens an diesen beiden Stellen die Wandoberflächen nicht völlig vereinen, sondern sich Haarkapillaren bilden, die keinen vakuumdichten Verschluß ergeben.

Dieser Materialfluß senkrecht zu den das Zusammenpressen bewirkenden Schneiden des Quetschwerkzeuges bewirkt, daß beim Verschließen eines

in einer Flachquetschung aus Glas eingequetschten Metallpumpröhrchens, beispielsweise des Kupferpumpröhrchens einer Zwerglampe nach dem Hauptpatent 1489 451, eine axiale Beanspruchung des in die Flachquetschung eingequetschten Kupferpumpröhrchens auftritt, das, um die Gesamtlänge der Zwerglampe möglichst klein zu halten, üblicherweise nahe seiner Austrittsstelle aus der Flachquetschung zugequetscht wird. Axiale Beanspruchung eines in eine Flachquetschung eingequetschten Kupferpumpröhrchens kann viel mehr als bei Drahtdurchführungen leicht zu einer Ablösung der Kupferrohroberfläche vom Glas der Flachquetschung und damit zur Zerstörung der Einschmelzung führen.

Fließen des Wandmaterials des Metallpumpröhrchens in senkrecht zu den das Zusammenpressen bewirkenden Schneiden des Quetschwerkzeuges verhindert auch das Einhalten einer bestimmten Länge des abgequetschten Metallpumpröhrchens und einer bestimmten Länge der Kaltpreßschweißung.

Ziel der Erfindung ist es, einen durch Kaltpreßschweißen herstellbaren zuverlässigeren, vakuumdichten Metallpumprohrabschluß als bisher zu schaffen und eine solche Form eines mechanisch zugequetschten Kupferpumpröhrchens einer Zwerglampe nach dem Hauptpatent 1489 451 zu finden, bei deren Herstellung während des Kaltpreßschweißens das Wandmaterial des Röhrchens vorwiegend in Richtung der Schneide des das Kaltpreßschweißen bewirkenden Werkzeuges fließt und der während des Kaltpreßschweißens auftretende Materialfluß vom Austritt des Kupferpumpröhrchens aus der Flachquetschung fernhaltbar ist.

Eine Zwerglampe mit einem rohrförmigen Gefäß aus einem gewöhnlich für Lampenzwecke gebräuchlichen Weichgals, wie Bleiglas oder Kalkmagnesiaglas, dessen eines Ende durch eine als Sockel ausgebildete Flachquetschung abgeschlossen ist, in der neben den Stromzuführungen ein dünnwandiges Kupferpumpröhrchen mit einem Außendurchmesser von weniger als 1,5 mm und einer Wandstärke von weniger als 0,2 mm eingequetscht ist, welches sowohl ein Stück in die Lampe hinein als auch aus ihr herausragt und welches nahe seiner Austrittsstelle aus der Flachquetschung durch mechanisches Zuquetschen verschlossen ist, und die eine durchgehende Querrille besitzt, die ihre schmälste Stelle bildet, ist gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das durch das mechanische Zuquetschen vakuumdicht verschlossene Ende des Kupferpumpröhrchens in einem senkrecht zur Quetschebene gelegten Längsschnitt einen vom unverformten Kupferpumpröhrchen ausgehenden keilförmig zulaufenden ersten Abschnitt besitzt, der mit einem Radius r in einen zweiten flachgequetschten Abschnitt übergeht, der zwei zueinander parallele ebene äußere Oberflächen aufweist und zwischen den Innenoberflächen eine ebene Trennungsfuge erkennen läßt, und einen vom zweiten Abschnitt durch eine Stufe abgetrennten dritten Abschnitt besitzt, in dem das Röhrchenmaterial zu einem homogenen Gefüge zusammengeschweißt ist.

Die Trennungsfuge des zweiten Abschnittes verschwindet allmählich, kurz bevor der zweite Abschnitt in den dritten Abschnitt übergeht.

Der dritte Abschnitt besitzt vorzugsweise die Form eines unter kleinem Winkel, etwa von 2°, zusammenlaufenden Keiles. Dieser Keil läuft vorzugsweise nicht in eine scharfe Schneide aus, sondern in ein nicht scharfes ebenes Ende, oder die Stirnfläche des Endes des dritten Abschnittes ist abgerundet.

Bei Kupfer tritt eine Schweißverbindung ab einer Oberflächenvergrößerung von K)O⁰Zu ein. Soll bei der Kaltpreßschweißung die Festigkeit des Grundwerkstoffes erreicht werden, ist eine Oberflächenvergrößerung von etwa 170 "/<> notwendig.

Beträgt der Außendurchmesser des Kupferpumpröhrchens 0,8 mm und die Wandstärke des Röhrchens 0,1 mm, sollte die Dicke des dritten Abschnittes des durch mechanisches Zuquetschen verschlossenen Endes des Kupferpumpröhrchens demnach kleiner als etwa 0,06 mm sein und bei einer Wandstärke von 0,15 mm kleiner als etwa 0,09 mm.

Die Schweißstelle ist extrem druckdicht und sehr beständig. Wenn das abgequetschte Ende des Pumpröhrchens frei liegt und der Gefahr einer Beschädigung ausgesetzt ist, empfiehlt es sich, das herausragende Ende des Kupferpumpröhrchens bzw. auch nur dessen Kaltpreßstelle mit einem Schutzüberzug aus starrem Kunststoff oder Lack zu versehen.

Die Erfindung wird an Hand von Figuren nunmehr noch näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein bekanntes, durch Kaltpreßschweißen verschlossenes, rein keilförmig zulaufendes Metallpumprohr;

F i g. 2 zeigt den Querschnitt durch die Flachseite des abgeschlossenen Endes eines Kupferpumpröhrchens nach der Erfindung;

Fig.3 zeigt die Ansicht der Breitseite des abgeschlossenen Endes eines Kupferpumpröhrchens nach der Erfindung;

F i g. 4 zeigt das Werkzeug zum Kaltpreßschweißen des Kupferpumpröhrchens nach der Erfindung; F i g. 5 zeigt eine fertige Zwerglampe mit einem Kupferpumpröhrchen nach der Erfindung.

Wie Fig. 1 zeigt, ist bei einem bekannten Metallpumprohr, dem Metallpumprohr 1, das verschlossene Ende rein keilförmig ausgebildet. Das Metalipumprohr läuft an seinem Ende in eine keilförmige Verengung 2 aus, die in einer Spitze 3 mündet. Erst in der Spitze berühren sich die Rohrwandungen, erst hier kommt es zu einer Kaltpreßverschweißung. Die axiale Länge des Abschnittes an der Spitze 3, in dem eine Kaltverschweißung auftreten kann, ist viel kleiner als die Länge der keilförmigen Verengung 2. Demgegenüber ist das Ende des erfindungsgemäßen Kupferpumpröhrchens nur anfangs keilförmig geformt, weicht im weiteren Verlauf aber hiervon ab.

Das unverformte Kupferpumpröhrchen 4 von 0,8 mm Durchmesser und einer Wandstärken von 0,01mm geht zunächst in einen keilförmigen Abschnitt 5 über. Dieser Abschnitt leitet dann mit einem Radius r von 0,5 mm in einen zweiten Abschnitt 6 über, in welchem das Rohr flachgequetscht ist und der zwei par* allele Oberflächen 6 a und 6 b besitzt. Das Ende läuft schließlich in einem durch eine Stufe 9 vom zweiten Abschnitte getrennten dritten Abschnitte aus. Die axiale Länge α des Abschnittes 6 beträgt 0,5 mm. Bei einem Schnitt durch diesen Abschnitt erkennt man eine im wesentlichen ebene Trennfuge 7, die bei Annäherung an den dritten Abschnitt langsam verschwindet.

Wie das Vorhandensein der Trennfuge 7 zeigt, sind die Wandabschnitte des Abschnittes 6 auf dem größten Teil seiner Länge nicht miteinander verschweißt. Kurz vor dem Übergang zum dritten Abschnitte beginnt die Verschweißung, und im Ab-

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schnitt 8 ist das Wandmaterial zu einem homogenen Lampe eingequetschtem Kupferpumpröhrchen 4

Gefüge zusammengeschweißt. Die Dicke rf des Ab- zeigt Fig. 5. Der Kolben 14 ist aus einem Stück

schnittes 8 beträgt weniger als 30% der Wandstär- Glasrohr gefertigt, die Lampe besitzt ein Zündmittel

ke s, und seine axiale Länge b ist 0,2 mm. Die Brei- 15 tragende Stromzuführung 16, weist ein zusammen

te L des dritten Abschnittes beträgt etwa das 5 mit diesen eingequetschtes, dünnwandiges Kupfer-

2,5fache des Durchmessers des Metallpumpröhr- pumprohr 17 auf und enthält brennbares Material 18

chens4. und Sauerstoff. Im Rahmen der Fertigung der

Fig. 4 zeigt ein in ein Lampengefäß 10 einge- Lampe werden zunächst in das eine Ende des KoI-

schmolzenes, noch unverformtes Kupferpumpröhr- bens 14 die das Zündmittel 15 tragenden Stromzu-

chen4 zwischen Quetschbacken eines Quetschwerk- io führungen 16 zusammen mit dem dünnwandigen

zeuges zum mechanischen Zuquetschen des Kupfer- Kupferpumprohr 17 eingequetscht und dieses Ende

pumpröhrchens 4. Diese Quetschbackenform, die so bis auf das Kupferpumprohr selbst vakuumdicht

sich in der Endform des Röhrchens 4 widerspiegelt, verschlossen.

bewirkt ein Fließen des Materials des Kupferpump- Vor dem Einquetschen des Kupferpumprohres 17

röhrchens in Richtung der (auf der Zeichenebene 15 wird dieses mit fettlösenden Mitteln gereinigt, mit

senkrecht stehenden) Schneiden des Quetschwerk- Wasserstoff reduziert, leicht oxidiert und entweder

zeuges. Die zur Herstellung des flachgequetschten mit Glas umwickelt, emailliert oder boraxiert.

Abschnittes 6 vorgesehene Planfläche 11 von 0,5 mm Sodann wird durch das andere Ende des Kolbens

Länge unterbindet ein Fließen des Materials zum 14 feinverteiltes brennbares festes Material 18 ein-

Lampenkolben hin während des Quetschens. ao geführt und in der Nähe des abgequetschten Endes

Die die Kaltpreßverschwcißung bewirkende, Ab- 19 konzentriert. Hierauf wird das Glasrohr an einer schnitt 8 erzeugende Strecke 12 ist gegen die Achse zwischen seinen Enden liegenden Stelle eingeengt des Pumprohres 4 um einen Winkel α von 2° ge- und abgezogen und die an der so entstandenen neigt. Sie verhindert ein Fließen in Richtung auf das Lampe befindliche Abzugstelle mit einem Formabzuscherende Ende des Pumprohres hin. Der Win- «5 werkzeug zu einer etwa halbkugelförmigen Kuppe 20 kel cv bewirkt die schwach keilförmige Gestalt des verformt. Schließlich wird die Lampe über das Kupdritten Abschnittes8 in Fig.2. Ein vollständiges ferpumpröhrchen 17 evakuiert, mit Sauerstoff von Abscheren des Kupferpumpröhrchens 4 an der Kante hohem Druck gefüllt und abschließend das Kupfer-13 beim Übergang zum Winkel/? von etwa 25° der pumpröhrchen durch Kaltpreßschweißen verschlos-Quetschbacke erfolgt nicht, sondern nur eine Dik- 30 sen. Die kaltverschweißte Stelle des Kupferpumprohkenabnahme des gequetschten Rohres bis auf 0,01 res wird noch mit einem Überzug 21 aus Kunststoff bis 0,02 mm. versehen. Das Verschließen des Metallpumpröhr-

Der Radius r von 0,5 mm dient zu einem kontinu- chens der Zwerglampen, die mit Gas von hohem

ierlichen Übergang vom zusammengedrückten Rohr Druck gefüllt ist, erfolgt ohne Einfrieren der Gasfül-

auf das unverformte Rohr. 35 lung, ohne Anwendung einer Überdruckkammer

Eine Zwerglampe mit in der Flachquetschung der oder ähnlicher teuerer Maßnahmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Zwerglampe mit einem rohrförmigen Gefäß aus einem gewöhnlich für Lampenzwecke gebräuchlichen Weichglas, wie Bleiglas oder Kalkmagnesiaglas, dessen eines Ende durch eine als Sockel ausgebildete Flachquetschung abgeschlossen ist, in der neben den Stromzuführungen ein dünnwandiges Kupferpumpröhrchen mit einem Außendurchmesser von weniger als 1,5 mm und einer Wandstärke von weniger als 0,2 mm eingequetscht ist, welches sowohl ein Stück in die Lampe hinein als auch aus ihr herausragt und welches nahe seiner Austrittsstelle aus der Flachquetschung durch mechanisches Zuquetschen verschlossen ist, und die eine durchgehende Querrille besitzt, die ihre schmälste Stelle bildet, nach Anspruch 1 des Patents 1489 451, dadurch gekennzeichnet, daß das durch das mechanische Zuquetschen vakuumdicht verschlossene Ende des Kupferpumpröhrchens in einem senkrecht zur Quetschebene gelegten Längsschnitt einen vom unverformten Kupferpumpröhrchen ausgehenden keilförmig zulaufenden ersten Abschnitt (5) besitzt, der mit einem Radius r in einen zweiten flachgequetschten Abschnitt (6) übergeht, der zwei zueinander parallele ebene äußere Oberflächen (6 a, 6 b) aufweist und zwischen den Innenoberfächen eine ebene Trennungsfuge (7) erkennen läßt, und einen vom zweiten Abschnitt (6) durch eine Stufe (9) abgetrennten dritten Abschnitt (8) besitzt, in dem das Röhrchenmaterial zu einem homogenen Gefüge zusammengeschweißt ist.

2. Zwerglampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Abschnitt (8) die Form eines unter kleinem Winkel zusammenlaufenden Keiles besitzt, der in ein nicht scharfes ebenes Ende ausläuft.

3. Zwerglampe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Abschnitt (8) die Form eines unter kleinem Winkel zusammenlaufenden Keiles besitzt, der in ein abgerundetes Ende ausläuft.

4. Zwerglampe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel etwa 2° beträgt.

5. Zwerglampe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennungsfuge (7) des zweiten Abschnittes (6) kurz vor dem Übergang des zweiten Abschnittes (6) in den dritten Abschnitt (8) allmählich verschwindet.