DE1944235A1

DE1944235A1 - Scheinwerferinnenteile und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1944235A1
Application number: DE19691944235
Authority: DE
Inventors: Gaisser Dr Heinz; Pfeffer Dipl-Ing Theophil
Original assignee: RITTER ALUMINIUM GmbH
Current assignee: RITTER ALUMINIUM GmbH
Priority date: 1968-09-17
Filing date: 1969-08-30
Publication date: 1970-03-26
Also published as: NL6913773A; GB1285604A; DE1944235B2; DE1944235C3; CH497663A; AT286451B; FR2018259A1

Description

PATENTANWALT* _{1 Q} Dlpl.-Ing. EIDENEIER I ^ H 4 Z O Dlpl.-Chem. Dr .RUFF Dipl.-Ing. J. BEIER

7 Stuttgart-l, Neckarstraße 50

A 12 263

Anmelderim Ritter^Aluminium GmbH_Q,

7300 Eßlingen/No Ulmer Straße 32

Seheinwerferinnenteile und Verfahren zu ihrer Hernt-eil.ung

Die Erfindung betrifft Scheinwerferinnenteile,. wie Blenden_; Larapenträger und dgl_oi! mit einer Dunkel=· bis Schwarzfärbung. insbesondere für Halogen-Scheinwerfer,, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung,,

Bei Scheinwerfern hoher Leuohtkraft_r insbesondere Halogen-Leuchten, ist es erwünscht, im Innern des Scheinwerfers angebrachte Teile _t wie Abblendkappen und Lampenträger, von denen die Glühbirnen aufgenommen werden_F dunkel bis schwarz zu fär= ben_o Durch diese Färbung soll eine ungerichtete Ausstrahlung sowie eine Undefinierte Heflektion und Streuung der Lichtstrahlen vermieden werden*

Es wurde schon versucht„ Soheinwerferinnenteile aus Aluminium farblos zu eloxieren und die Oxyd-schieht unter Verwendung von organischen Farbkörpern dunkel bis schwarz einzufärben_n Es hat sich jedoch herausgestellt, daß diese Farbkörper bei den in Scheinwerfern auftretenden hohen Temperaturen _t die bei Halogen-Leuchten bis zu 350° C und mehr betragen können» ausbleichen,, Man ist daher dazu übergegangen_D die Scheinwerfer-

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8ADORIGlNiU.

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innenteile duroh Sandstrahlen aufzurauhen und dann schwarz zu vernickeln₀ Dieses Verfahren 1st jedoch sehr aufwendig.. Auch bringt die Einfärbung durch Schwarzvernlakslung keine ausreichende Wirkung»

Aufgabe der Erfindung ist es_c dunkel bis schwarz gefärbte Soheinwerferinnenteile.zu schaffen_r die in einfacher Weise herzustellen sind und eine temperaturbeständige Färbung aufweisen _c unerwünschte Reflektionen verhindern und störende Lichtstrahlen absorbieren.-

Die Erfindung besteht darin, daß bei den Scheinwerfer Innen= teilen mindestens die Bezirke ihrer Oberfläche, an denen eine Lichtreflexion vermieden werden soll, aus unter Dunkelbis Sohwarzfärbung anodisch oxydiertem Aluminium oder Aluminium legierungen bestehen«

Unter Soheinwerferinnenteilsn werden hierbei solche verstanden; die von dem durolt dia Glühbirne ausgestrahlten Licht getroffen werden, dieses aber nicht reflektieren sollen» Hierzu gehören die Abblendkappen und in vielen Fällen auch die Lampenträger und dgl ο Normalerweise bestehen mindestens die Oberflächenbe« zirke der Soheinwerf er Innenteile aus unter Dunkel= bis Schwarz= färbung anodisoh oxydiertem Aluminium oder Aluminiumlegierungen₍ die im Scheinwerfer der Lichtquelle zugewandt sindo Bei unter Dunkel» bis Sohwarzfärbung anodisoh oxydiertem Aluminium oder Aluminiumlegierungen enthalten die bei der anodischen Oxydation gebildeten oxydierten Schichten dunkle Farbkörner, die bereits bei der Bildung der Oxidschichten in diese eingelagert wordene Es handelt sich hierbei also um Oxidsohichten rait Eigenfärbung,

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...jftäniSihv QgI₀ ORIGINAL - ■■'■"■■.

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die von den nachträglloh eingefärbVen Gxidaohiohten verschieden •ind.

Die durch ancdlsoTke Oxydation von reine« oder legierten Aluminium erzielte Dunkel« bla Sohwarsflrbung ist in hohem Maße temperaturbeständig und weist eine zufriedenstellende Liehtabsorption auf. OberaKBlge Srwiiransngen in der dunklen Schicht für die Absorption des Lichte· werden bei den erfindungsgeittien Scheinwerferinnenteilen vermieden, da dleee Sohioht außerordentlich dünn ist und die Wäre« daher leicht in da· darunter'liegende Aluminium alt hoher Leitfähigkeit Überführt wird. Auoh iasaen aioh die dunklen Sohlohten bei dan erfin&ungageaäSen Scheinwerferinnenteilen

duroh die anodlsohe Oxydatlcn erheblich leichter herstellen, als durch die bekarj&te Sohwar&vemiok«lung naoh vorhergehendem Sindatrahlen.

Bevorzugte aoheiiwerf«rinnenteile naoh der Erfindung beeteh%ti im weeentllohen vollständig aus Aluminium oder Alumin:,um--LegL'%-rungen, wobei eindestens die der Lichtquelle zugewandten Bcz 1 -^ke ihrer Oberfläche anodisch oxydiert sind. Solche Scheinwerferiiinenteile lassen sich besonders einfach herstellen, .'irgendwelche örtlichen Warnestauungen können nl^ht auftraten,

Bei einer AusfUhruneeform der Erfindung sind die Scheinwerfer· ■ Innenteile durch QuS. insbesondere Druokguä, gefonat. Diese Poraungsweiee eignet sich besonders für Leapenträg^r, die häufig

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eine etwas kompliziertere Gestalt aufweisen. Als Material für f diese DruekgttßtöiIe eignen sioh besonders Silizium enthaltende, Aiuminiumleglerungen, Hierbei sind Druckgußfcelle aus Legierungen mit; mindestens k % Silizium bevorzugt,, da die auf solchen Legierungen durch anodische Oxydation erzeugten dunklen Schichten häufig eine bessere Lichtabscpption zeigen,, als solche Schichten,, die auf Silizium-ärmeren Legierungen erzeugt sind, Besonders geeignet sind Silizium-Gehalte von 5 bis 6 %_o Die Silizium · Gehalte In den Druckgußteilen können jedoch auch erheblich höher liegen,und bis zu 12 % und mehr betragen* Eine solche Er höhung des Siliziumgehaltes bringt zwar keine besseren Dunkelwerteρ Jedoch Vorteile bei der Herstellung der Teile durch Druckguß» Besonders vorteilhafte Legierungen für die durch anodisohe Oxydation eingefärbten Druckpußteile nach der Erfindung enthalten oa_r 5 bis 6 % Silizium_B bis etwa 0,5 % Kupfer und ca. 1-5 bis 2,0 % Magnesium,,

Einfacher geformete Scheinwerferinnenteile bestehen mit Vortei; aus geformten, insbesondere gezogenen Blechern Hierzu gehören im allgemeinen die Blenden« Aber auch einfacher gestaltete Lampenträger können aus gezogenem Aluminiumblech bestehen. Als Material für die aus Blech geformten Soheinwerferlnnenteile

eignet sich besonders schwachlegiertes Aluminium, Hierzu gehö-

Al=Mn*
ren Legierungen vom Typ/Ai-Mg-Kn und Al-Zn-Mg₀ Legierungen rom Typ AI=Mn sind bevorzugt_r da die euf diesen Legierungen durch anodische Oxydation erzeugten Schichten für die Licht-

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■XtoQT-c ^>..r BAD OBiGINAL

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absorption eine besonders dunkle Färbung zeigen» Die basten Dunkelwerte werden bei legierungen mit ca· 1 % Mangan erhaltene Auch Reinalrminium kann als Material für die geformten Blechteile nach .I er Erfindung in Frage kommen»

Die Scheim//:3?.Ce3?innenteile nach der Erfindung, insbesondere die aus Blechen- geformten Heile, können auch aus einem Material mit unterschiedlicher lusamiiiensetr.ang bestehen. So können die Scheinwerf erizuienteile beispielsweise aus mit einer geeigneten Aluminiumlegierung plattierten Aliainiumblechen geformt sein.

Bei der Herstellung der Schoinwerferteile nach der Erfindung wurden diese zunächst aus oinem geeigneten Material geformt, vobei iiindeotens die dunkel bis schwarz einzufärbenden Oberflächenbezirke aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet werden* Me Teile verden dann unter Ausbildung einei* dunkel bis schwarz gef&y.bten Oxidschicht anodisch oxidiert« Verfahren zur Erzeugung anodisch oxydierter Schichten Eiit Eigenfärbung auf Aluminium s.'jid bekannt. Nach diesen Verfahren wird Aluminium $ daa für dekorative Zwecke oder im Bauwesen verwendet i/erden soll* anodisch oxydiert. Diese Verfahren finden vor allem wegen de·.? Lichtechtheit und der Beständigkeit der Eigenfärbung gegen r.smo sphärische Einflüsse Verwendung. Es wurde nun gefunden*, d-ß die nach diesen Verfahren hergest;3llten Oxidschichten mit dej' für die Erfindung in Präge kommenden Dunkel- bis Schwärzfärbuiig nicht nur in hohem Maße temperatur-

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beständig sind, sondern auch häufige und hohe Temperaturschwan-

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kungen, die durch das häufige An- und Ausschalten der Scheinwerfer bedingt sind, ohne Nachlassen der Absorptionsfähigkeit für Licht aushalten·

Verschiedene Verfahren, nach denen auf Aluminium anodisch oxidierte Schichten mit dunkler "bis schwarzer Eigenfärbung hergestellt werden können, sind in dem Aufsatz von G.Eo Gardam "Verfahren zur Erzeugung anodisch oxydierter Schichten mit Eigenfärbung auf Aluminium für Architekturzwecke" in der Zeitschrift ALUMIMIUM Band 41 (1965) Seiten 425 - 429, beschrieben*

Bei der Erzeugung von 'anodisch oxydierten Schichten mit Eigenfärbung auf Aluminium wird unterschieden zwischen Verfahren unter Verwendung von Legierungen bestimmter Eigenschaften, die eine Eigenfärbung ergeben, und Verfahren unter Verwendung von Spezialbädem für die anodische Farboxydation, bei denen die spezielle Zusammensetzung der Bäder und die übrigen Verfahrensbedingungen bei der anodischen Oxydation die Art und die Farbtiefe der Eigenfärbung in. erheblichem Maße beeinflussen.

Bei den Scheim/erferinnenteilen nach der Erfindung eignen sich für die Erzeugung der dunklen Eigenfärbungen nach den Verfahren der ersten Art besonders siliziumhaltige Legierungen,, Bei solchen Legierungen werden die Siliziumteilchen bei der anodischen Oxydation in einem üblichen Schwefelsäurebad oder einem anderen geeigneten Bad nicht angegriffen scöidern in den bei der anodi« sehen Oxydation aufgebauten Oxidfilm eingelagert und bewirken

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^ BADORfGlNAt

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dort, ein« Dunkelfärbung des Qxldfilmes_r Wie schon erwähnt, wurden besondere gut« Dunkelfärbungsn erzielt, wenn die Legierungen mindestens 4 %, vorzugsweise 5 bis 6 % 81£iziuni enthalten. Bt»l solchen Legierungen kann die anodiaohe Oxydation im Übliche» und billigen Ölelohatrom-Sohwefolsäureverfahren durnhgefilhrt werden, wobei Jedoch gewisse Sonderbedingungen bevorzugt eingehalten werdsn, da diese eine Verbesserung dttr. Farbtief« zur Folge haben. Hierzu gehört die Temperatur, di*- gegenüber der normalen Temperatur von 18° bis 2?° ί tf>° bia 17° C gehaltnn wird, Ks kann auoh nooh bei Temperaturen gearbeitet werden, wobei* Jedoch höher« Spannungen erforderlich sind. DIo Normalspannung beträgt etwa 1? bis 25 Volt. DIo Stromdichte wird osögliohst hoch, vorzugsweise zwlaohen 1«5 und 2 A/dm gehalten. Die Zeitdauer, während der die anodisohe Oxydation durchgeführt wird, wird EweokmÄßig auf etwa 60 bis 80 Minuten ausgedehnt, das ist etwa die doppelte Zelt« während der normalerweise beim CBelohstrom-Snhwefelsäureverfehren gearbeitet wird. Ein geringer Oxalsäurezusats in Bod fördert das Sohlehtwachstum der (JxIdsohioht, da dieser den I-ösungsabbau der Schicht durch dl*> Schwefelsäure vermindert.

FUr die Herstellung der Scheinwerferinnenteil« nach der Erfindung und die Erzeugung der Oxidschichten mit einer dunklen Bigenfärbung nach den Verfahren der zweiten Art eignen sich die sogenannten Harteloxierverfahren, bei denen mit Spannungen von 30 bis zu 75 V gearbeitet wird. Verfahren dieser Art, mit

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denem ©in«! dunkle bifj sohwarse Elgenfttrbung erzielt w«trd«n kann, iind das VeroxaX»Verfahren {Brlfeieahe Pafcentaoiirift 9733911 ».

dan J>uranMJ.o-^rfahren (Britisch* Pateifcohrift 962048), daa Ai'iS'.r.fiiJox-Teri'ahr^n- (Brifcieoh« P^vent-afshrift; 97'C^Qu^; und daa Kaiija3,or»Y@rffthren (Britlaohe Patentschrift 850^6 ■«

Bevorzugt; wird naoh den Verfahren gearbeitet, bei denen dan Bad ein** Sulfoneäure, insboBondsre Sulfosalloylsäurcs, und/oder MalßinßUurf? oder dercm Anhydrid enthält. Hierzu gehört b©ßond«rs das V0r«ÄRl"i'"(irfahr«n, naoh dem fciefBohwarze Eigenfävbungen e»rhalten werden können. Auoh Bei den Harfceloxierverfahren kann ein sXßi-ßKurfiisuea^z 2sweokmäßig sein, ünfeer Anwendung der Tep» fahren d.eiv iiw«i^«sn Art fHarteloxier^eri'ahron} Herden normalerweie« Pnhfeinv/rtpferinnentoile au« eohwaelilagiertem AXuminluni, insbeeond-sr« Knoteaterial, aingefUrbt. Bevorzugt w^rdcm hierbei Legierungen vom Typ Al-Zn-Mg und Al-Mn, dae e.lnd u.a. soXahe Legierιιηί;οη, aus don^n die au» Blechen geformten Soheinw*;: innenteiJ.«!·

Die Legi^rungon, di^ naoh dem Hart<*loxierverfahren eing^färbtwerden, können Jedoch auch noch andere Legierungabestandtei.!.« enthalten. Hierzu gehört Silizium, das in einer Menge bis zu ca 6 % in den legierungen enthalten «ein kann. B«i dieeftn Legierungen tragen die bei der anodiachen Oxj-dat-icn in d*n Cxldfiim einger.agort^n Siliziumpartikei- ebsnfalle zur DunkelfMrbung bei. Die ob<m bereits erwähnten Druckgußlegierungen tilt 5 bia 6 % Silizium,bis etwa 0,5 % Kupfer und oa. 1,5 bis

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2 βO % Magnesium können ebenfalls nSoh dem Harteloxier ▼erfahren eingefärbt werden«,

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben βloh aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung sowie aus den nachfolgenden Beispielen-

' In der Zeiohnung aeigen:

Fig„ i eine schematisohe Darstellung eines Halogen Scheinwerfers mit Blende und Lampenträger im Schnitt und

Fig» 2 einen Teilschnitt durch den Lampenträger nach Figur 1 in vergrößertem Maßstab»

Bei dem in der Zeiohnung dargestellten Halogenseheinwerfer ist in einam Gehäuse 1 mit einem Reflektor 2 und einem Glas 3 eine Halogen-Olühbirne k angeordnet _Β die von einem Larapenträger 5 gehalten wirdo Der Larapenträger ist aus Aluminium^Druokguß hergestellt,, Zwischen der Glühbirne h und dem Glas 3 befindet sich eine Blende 6 zur Vermeidung von Direktlieht» Die Blende 6 ist aus Aluminiumblech gezogene Die Blende 6 weist einen durch anodisohe Oxydation erzeugten Oxidfilm 7 mit einer schwarzen Eigenfärbung auf₀ In ähnlicher Weise ist der aus siliziumenthaltendem Druckguß hergestellte Lampenträger mit einem Oxidfilm 8 mit dunkelgrauer Eigenfärbung überzogene Der Oxidfilm 7 absorbiert das von der Blende 6 bei ein=

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geschaltetem Scheinwerfer zurückgehaltene Dlrektlloht„ Auch der Oxidfilm 8 des Lampenträgers 5 absorbiert im wesentlichen das gesamte auf Ihn treffende Lioht und verhindert somit ungeriohtete Reflexionen» Die hohe Absorptionsfähigkeit der Oxidfilme bleibt selbst bei häufigem Gebrauch des Scheinwerfers über lange Zeit erhalten« Die Oxidfilme 7 und 8 sind in Figur l unverhältnismäßig dick eingezeichnetο

In Figo 2 1st der Oxidfilm 8 auf dem Lampenträger in vergrößer tem Maßstab zu sehen» In diesem Oxidfilm sind feine Siliziumpartikel 9 eingelagert-ο

Beispiel 1

Ein Aluminiumblech aus einer Legierung vom Typ Al-Hn wird durch Ziehen zu einer Blende für einen Halogen-Scheinwerfer geformt und dann in tiblioher Welse für die anodisohe Oxydation vorbe reitet ο Die Blende wird dann 30 bis 40 Minuten lang bei 20 bis 30° C und einer Stromdichte von 2 bis 3 A/dm in einem Bad anodisch oxydiert_r das 0₉k % Schwefelsäure und 200 g/l Maleinsäure enthält« Hierbei färbt sich die Oberfläche der Blende fciefschwarZo Der bei der anodisohen Oxydation gebildete schwarze Oxidfilm wird dann in üblicher Weise verdichtet« Die Schwarzfärbung Ist gegenüber den bei Halogen-Soheinwerfern durch Absorption und Wärmeleitung auftretenden hohen Temperaturen beständig» Ähnliche Ergebnisse werden erhalten_P wenn dem Bad zusätzlich bis zu 3 % Oxalsäure zugegeben werden.

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Beispiel 2

Aus einer Aluminiumlegierung mit 6 % SiI ie ium,, O_f5 % Kupfer und 1,5 t Magnesium wird durch DruokguS ein Lampenträger für einen Halopcen-Sonelnwerfer geformt« Die Oberfläche des Lampenträgers wird In üblicher Weise für die anodlsohe Oxydation vor behandelte Die Oxydation wird dann unter einer Spannung von 15 bis 25 V und einer Stromdichte von 1,7 A/dm² in einem Bad durchgeführtj das 15 % Schwefelsäure und zur Unterdrückung der BUoklösung eine geringe Menge Oxalsäure enthält, Während der Oxydation wird das Bad gekühlt und darauf geachtet_r daß die Temperatur chlachen 15 und 17° C liegt. Es wird ein Dunkelgrauer Oxidfilm auf den Lampenträger erhalten,, der in üblicher Weise '

verdichtet wird. Die Eigenfärbung des OxidfUras ist in hohem MaBe temperaturbeständige Bestehen Blende und Lampenträger aus verschiedenen Werkstoffen und werden sie nach verschiedenen Verfahren anodisch oxydiert_t dann werden eie_f falls erforderlioh_r erst nach der Elnfärbung miteinander verbundene

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Claims

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Ansprüche

(1.yboheinwerferinnenteile, wie Blenden, Lampenträger u. dgl., ■' mit einer Dunkel- bis Sohwarzfärbung, insbesondere für Halogen-Scheinwerfer, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Bezirke ihrer Obenfläche, an denen eine Liehtreflektiou vermieden werden soll, aus unter Dunkel- bis Schwarzfärbung anodisch oxydiertem Aluminium oder Aluminiumlegierungen bestehenο

2. Sohein^erferinnenteil· nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, daS sie im wesentlichen vollständig aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen bestehen und mindestens die Bezirke ihrer Oberfläche, an denen eine Reflektion vermieden werden soll, anodisch oxydiert sind,

3. Scheinwerferinnen teile nach Anspruch 1 oder 2, insbesondere Lampenträger, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus gegossenem Material, insbesondere aus Druckguß, bestehen.

4. Scheinwerf erinn en teile nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Bezirke ihrer Oberfläche, an denen eine Lichtreflektion vermieden werden soll, aus anodisch oxydierten, Silizium enthaltenden Aluminiumlegierungen bestehen»

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«, oohoinwerfeisdLmienteile nauh Anspruch 4* . »öi*?bi).®fcj da® die Legierungen 4 bis 12 5 bio 6/# Silizium enthalten«

6„ Scfeeinwerferinsi enteile nach Anspruch 5, dadursh geksüa-jhnetj feß dia Lagiex-ungen 5 Ma 6 ?S Silizimii» fei& ^ Kupfer «Lid SB,, 1g5 M© 2_?ö ^

7.. Schoinwerferinaenteile- nach einem der voThQrgehBwl&ix An=- sprUehs auSsr Anopruch 3, insbesondere Blendsn, dadureh gekennzeichnet, daß sie aus geformtem, insbesondere gezogenem Aluminiumblech bestehen»

8. Scheinwerferinnonteile nach Ansprueh 7_t dadurch gekennzeiehiiet, daß das Aluminiumblech ca„ 1 $> Mangan enthält.

9c Verfahren zur Heretellung äer Scheinwerferinnenteile nach einem der Anspjrtishe 1 bis 8_f dadurch gekenn zeichne t_t daß man die Teile zunächst formt, wobei mindestens die Oberflächenbezirke, an denen eine Lichtreflektion vermieden werden ooll, nue Aluminium oder einer AliMiniumlegienmg gebildet werden, und daß man die geformten Teile dann unter Bildung einer dunkel- bis Bchwarsgefärbten Oxidschicht anodisch oxydiert»

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10„ Verfahren nach Anspruch 9» dadursh gekemiaeiefcietf daß man eine Silizium enthaltende Legierung verwendet und die Dunkel- bis Schwarzfärbung mindestens zum Teil durch Einlagerung v«m Siliziurateilehen in die sich bei der anodi sehen Oxydation bildende Oxidschicht erzeugt«

lic Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,, daß die anodiseh© Oxydation im
durchgeführt

12, Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch daS die anodieehe Oxydation in einem SchwefelBäuiehaö ca, 60 bis 80 Minuten lang bei einer Temperatur -won 15 fcis 18°O und einer Str-smdichte von ca. 1_P5 bis 2,0 A/dm dureiige= führt wirdο

13„ Verfahren nach Anspruch 9 oder TO₉ dadurch gekenazeiühnet_f daß die Soli©inwerferinnenteile isur Dunkel= bis Sehwarsfärbung in einem Bad anodisch oxydiert werden, das eiae Sulfon säuren insbesondere SuIfοsalicylsäure$ und/ ode? Maleinsäure οda? fieren Anhydrid enthHlt.

14o Verfahren nach einem der Ansprüche 9 Mb 13₅ dadurch g kennzaiöhnetp daS die änodische Oxydation in Gegenwart Οχιαsäure äureligeftihrt wird»

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BAD ORlGJNAl.