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Verfahren und Schaltungsanordnung zur Herstellung von Schweißverbindungen
zwischen Stromzufdhrungsdrähten und Kontaktstiften, insbesondere für Leuchtstofflampen
und Elektronenröhren.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Schweißverbindungen
zwischen Stromzuführungsdrähten und Kontaktstiften, insbesondere für Leuchtstofflampen
und Elektronenröhren, und eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens.
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Es ist bekannt, elektrisch leitende Verbindungen zwischen Stromzuführungsdrähten
und Kontaktstiften durch Weichlöten, Klemmen oder Schweißen herzustellen, nachdem
insbesondere bei elektrischen Lanpen oder Elektronenröhren der sockel in geeigneter
Weise befestigt wurde.
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Es sind Verfahren bekannt, oei denen nach Abtrennen der über das Ende
der durch das Innere der Kontaktstifte gezogenen und herausragenden Stromzuführungsdrähte
infolge Berührungszündung zwischen einer nicht abschmelzenden bzw.
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einer großflächigen Elektrode und der Stirnseite des Kontaktstiftes
ein Lichtbogen entsteht. unter der Wirkung des
Lichtbogens wird
der Stromzuführungsdraht mit dem Kontaktstift verschweißt und dieser an seinem äußeren
Ende geschlossen.
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Außerdem wurde bereits vorgeschlagen, durch Kondensator-Stoßentladungs-Scweißung
eine Verbindung zwischen Stromzuführungsdrähten und Kontaktstiften in der Weise
herzustellen, indem eine bewegliche Elektrode in Richtung auf den Stromzuführungsdrant
bewegt, durch ein elastisches Element die Elektrode abgebremst und gleichzeitig
eine Lichtbogenentladung eingeleitet wird.
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Die erwännten Verfahren sind zur Herstellung Funktionell einwandfreier
Schweißverbindungen zwischen Stromzuführungsdrähten und Kontaktstiften, insbesondere
für Leichtstofflampen und Elektronenröhren, mit Nachteilen behaftet.
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Klemmverbindungen haßen den Nachteil einer Deformation und Kontaktstifte
und sind nur in Verbindung mit speziell hergestellten Kontaktstiften verwendbar.
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Weichlöten bedingt durch Flußmittel Korrosion und wird durch karze
Maschinentaktzeiten erschwert.
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Das Verschweißen der Kontaktstifte mit den Stromzuführungsdrähten
mit berührender Elektrode setzt eine zusätliche Bewegungseinrichtung an der Maschine
voraus und hat eine Elektrodenverschmutzung zur Folge, die laufende Wartung erfordert.
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Außerdem ist der Bewegungsvorgang auf Toleranzen in horizontaler Richtung
zu den Kontaktstiften und den Stromzu führungsdra.hten eingestellt. Dies hat ein
Abweichen vom Berührungsvorgang zwischen elektrode und Kontaktstift oder Elektrode
und Stromzu£uhrungsdraht zur Folge und führt zu Fehlschweißungen, weil sich Kontaktstifte
und Stromzuführungsdrähte in Bezug aul' ihre Lange im Toleranzfeld bewegen, Weiterhin
haben diese Verfahren den Liachteil, daß bei der direkten Berührung eine Deformierung
der Elektrode erfolgen kann. Außerdem worden Stiftformen erforderlich, die von den
nach herkömmlich bekannten Technologion produzierten abweichen. Nach diesen Verfahren
ist bei der Massenproduktion von insbesondere teuchtstofflampen und Elektronenröhren
auf ilochleistungsrnaschinen eine vollständige Reproduzierbarkeit der Kontaktierung
nur mit erheblichen technischem Aufwand möglich.
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Der Zweck der Erfindung besteht darin, durch Anwendung eines geeigneten
Verfahrens zu einer technisch optimalen Lösung der Herstellung einer Schtveiljverbindung
zwischen Kontaktstiften und Stromzuführungsdrähten zu gelangen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahrensschritte und eine
Schaltmgsanordnung vorzuschlagen, deren Anwendung eine den Zweck entsprechende Ausgestaltung
und Anordnung unbeweglicher Elektroden ermöglicht, den Berührungsvorgang zwischen
Elektrode und Kontaktstift vermeidet und Zwischenraumtoleranzen von Elektrode und
Kontaktstift abfängt.
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Ertindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß zum Schweißvorgang
gegenüber der Stirnseite des hülsenförmigen Kontaktstiftes und dem hindurchgeführten
Stromzuführungsdraht, der in einer bestimmten Länge vor oder direkt an der Stirnseite
des Kontaktstiftes abgeschnitten ist, eine Elektrode aus schwerschmelzbarem Leitermaterial
in einem Abstand fest angeordnet wird.
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Der Abstand kann beispielsweise bis lo mm betragen. Er muß Jedoch
mindestens so groß sein, daß eine Berührung zwischen dem Kontaktstift oder dem Stromzuführungsdraht
und der Elektrodesicher vermieden wird.
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Zwischen Kontaktstift und elektrode brennt während des Schweißvorganges
ein kurzzeitiger Lichtbogen, dessen Wärme die Stirnseite des Kontaktstiftes und
das snde des Stromzuführungsdrahtes zum Schmelzen bringt und beide Teile miteinander
verbindet.
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Da keine Berührung zwischen Elektrode und Kontaktstift oder Stromzuführungsdraht
stattfindet, wird der Lichtbogen erfindungsgemäß dadurch gezündet, daß der Schweißspannung
eine hohe Spannung aus einer Zündspule überlagert wird, die die als isolierendes
medium in diesem Abstand zwischengelagerte Luft durchschlägt und eine Lichtbogenentladung
einleitet. Um die Abmessungen der Zündspule in tragbaren Grenzen zu halten, besteht
die hohe Spannung aus kleinsten Impulsen mit einer Impulsdauer in der Größe von
Mikrosekunden,
die durch eine Kondensatorentladung über die Primär,
wicklung der Zündspule erzeugt werden kann.
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Die Sekundärwicklung der Zündspule ist niederohmig ausgelegt. Durch
den geringen Widerstand der Wicklung erfährt der Schweißstrom keine unerwünschte
deeiallussung und die Wicklung erwärmt sich im Dauerbetrieb nicht unzulässig.
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Für einen konzentrierten Wärmeeintrag mit Hilfe des Lichtbogens ist
es günstig, den Schweißprozeß in kurzer Zeit mit einem einzigen kräftigen Stromstoß
durchzuführen, der beispielsweise einer Kondensatorbatterie entnommen wird.
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Zur Schonung des Zündgerätes ist es zweckmäßig, die Funktion desselben
nach erfolgter Zündung automatisch zu unterbrechen, was von der Spannung des Schweißkondensators
abhängig gemacht werden kann.
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Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher
erläutert werden.
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In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: eine Darstellung des
Teiles einer Leuchtstofflampe mit aufgeschnittenem Sockel, Fig. 2s eine Darstellungxeiner
Schweißung nach dem beschriebenen Verfahren an dem Kontaktstift lo nach Fig. k,
Fig. 3s die Darstellung einer Schweißverbindung nach Durchführung des Verfahrens
am Kontaktstift lo nach Fig. 1,
Fig. 4: eine Darstellung der Schaltungsanordnung
zur Durch führung des Verfahrens.
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Äua dem in Fig. 1 schematisch dargestellten, zugeschmolzenen Ende
eines Kolbens einer Leuchtstofflampe 1 ragen zwei Stromzuführungsdrähte 2 und 3
heraus. Der sockel 4 ist durch den Kitt 5 auf dem Lampenkolben befestigt, Der Sockel
4 besitzt in der Mitte Isolierstege 8 und 9, auf denen zwei Kontaktstifte lo und
11 in-einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet sind.
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Vor dem Aufkitten des Sockels 4 auf das Ende des Lampenkolbens 1 werden
Stronauführungsdrähte 2 und 3 durch die Kontaktstifte lo und 11 hindurchgeführt.
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Nach Fig. 2 wird, nachdem der Stromzuführungsdraht 2 ausgerichtet
und verkürzt wurde, der Kontaktstift lo mit Hilfe von in Richtung zum Kontaktstift
lo beweglichen opannelektroden 12 und 13 kontaktiert und in Schweißstellung gebrachte
Die Schweißelektrode 14 ist in einem einstellbaren Abstand zum Kontaktstift lo und
der Jtromzuführung 2 fest angeordnet Der Schweißvorgang wird mit Hilfe der Lichtbogenentladung
15 und der Schweißstromquelle 16 sowie der Zündeinrichtung 17 vorgenommen.
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Fig. 3 zeigt eine Darstelltwg einer hergestellten Schweißung wobei
sich die Verbindungsstelle aus einem Metallgemisch des Kontaktstiftes lo sowie dem
Material des Stromzuführungsdrahtes 2 zusammensetzt, und nur eine kleine Wärmeeinflußdorne
am hülsenförmigen Kontaktstift festzustellen ist.
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Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für die Schaltungsanordnung zur
Duchführung des erfindungsgemäßen Schweißverfahrens. Die Anordnung besteht aus der
Schweißstromquelle 16, der Zundeinrichtung 17, einem Schalter 18 zur Ausl sung des
Schweißprozesses sowie den Spannelektroden 12 und 13 und der Schweißelektrode 18.
Die Zündeinrichtung 17 besitzt keine eigene Stromquelle, sodern wird von Schweißkondensator
24 gespeist.
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Nach Schließen des Schalters 18 fließt durch die Kelaisspule 19 strom
wodurch der mechanisch oder elektronisch ausgestaltete Schalter 20 geöffnet und
der Kondensator 21 des Zündgerates 17 aufgeladen wird. Der Stromfluß durch diem
Relaisspule 19 kommt nach vollstanaiger Ladung des Kondensators 21 zWi Stillstand,
v;as ein Schließen des Schalters 20 und eine kurzzeitige Entladung des Kondensators
21 über die Primärwicklung 22 der Zündspule zur Folge hat. In der Sekundärwicklung
23 der Zündspule wird dadurch ein Spannungsimpuls von 5 DiS 35 kV inauziert, der
die Luftstrecke zwischen einerl von den ßpannalektroden selaltenen Kontaktstift
und der Schweißelektrode 14 durchschlägt und die Lichtbogenentladung des Schweißkondensators
24 mit einer Kapazitt von 2000 bis loooo uF und einer Ladespannung von loo - 500
V über den Widerstand 25 von 0,2 - 5 der Schweißstromquelle 16 bewirkt.
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Nach Entladung des Kondensators 24 der Schweißstromquelle 16 setzt
die Stromversorgung für das Zündgerät 17 solange aus, bis der Kondensator 24 wieder
aufgeladen ist. Danach wiederholt sich der beschriebene Ablauf.