DE19527653A1 - Elektrodenwendel für Entladungslampen und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Elektrodenwendel - Google Patents
Elektrodenwendel für Entladungslampen und Verfahren zur Herstellung einer derartigen ElektrodenwendelInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Elektrodenwendel für Entladungslampen gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung
einer derartigen Elektrodenwendel gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 7.
Eine derartige Elektrodenwendel ist beispielsweise in der Patentschrift
US 3,729,787 offenbart. Diese Elektrodenwendel besitzt einen gewendelten
Wolframdraht, der lose mit einem Umspinnungsdraht umwickelt ist. Zur
Herstellung dieser Wendel wird der Umspinnungsdraht um den gewendel
ten Wolframdraht und um einen parallel zum Wolframdraht angeordneten
ersten Kerndraht gewickelt und anschließend die Einheit aus gewendelten
Wolframdraht, ersten Kerndraht und Umspinnungsdraht um einen zweiten
Kerndraht gewickelt. Dadurch weisen die Windungen der Elektrodenwen
del bzw. des gewendelten Wolframdrahtes durchgängig einen im wesentli
chen kreisförmigen Querschnitt auf. Die beiden Kerndrähte werden in einem
Säurebad aus der Wendel herausgelöst. Um ein Abwickeln des Umspin
nungsdrahtes zu verhindern, werden gemäß des vorgenannten Patentes die
Enden der Elektrodenwendel aufgeschmolzen. Eine derartige Verschmel
zung der Wendelenden hat aber den Nachteil, daß die nutzbare Wendellän
ge um ca. 10-15% reduziert wird und erfordert daher einen entsprechend
höheren Materialbedarf.
Das Patent US 3,736,458 beschreibt ebenfalls eine Elektrodenwendel mit ei
nem gewendelten Wolframdraht, der lose mit einem Umspinnungsdraht
umwickelt ist. Die Windungen der Elektrodenwendel bzw. des gewendelten
Wolframdrahtes besitzen allerdings keinen im wesentlichen kreisförmigen
Querschnitt wie in der US 3,729,787, sondern durchgängig einen ovalen
Querschnitt. Diese Formgebung soll ein Abwickeln des Umspinnungsdrah
tes verhindern. Nachteilig ist bei der Elektrodenwendel gemäß des Patentes
US 3,736,458 aber, daß zur Herstellung dieser Elektrodenwendel drei
Kerndrähte benötigt werden.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Elektrodenwendel für Entladungs
lampen bereitzustellen, deren Umspinnungsdraht hinreichend gegen Abrol
len gesichert ist und die möglichst kostengünstig herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkma
le des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 7 gelöst. Besonders vor
teilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen be
schrieben.
Die erfindungsgemäße Elektrodenwendel besitzt einen gewendelten Draht,
der sowohl Windungen mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt als
auch Windungen mit ovalem Querschnitt aufweist. Der Umspinnungsdraht
wird durch die Wendelabschnitte, in denen die Windungen einen ovalen
Querschnitt besitzen, zuverlässig gegen ein Abrollen fixiert, so daß ein Ver
schmelzen der Wendelenden unnötig ist. Außerdem werden zur Herstellung
der erfindungsgemäßen Elektrodenwendel nur zwei Kerndrähte benötigt.
Dadurch wird eine kostengünstige Wendelfertigung ermöglicht. Die Wen
delabschnitte, in denen die Windungen des gewendelten Drahtes einen
ovalen Querschnitt aufweisen, befinden sich vorteilhafterweise an den Wen
delenden, da hier die Gefahr, daß der Umspinnungsdraht abrollt, am größ
ten ist. Bei langen Wendeln ist es vorteilhaft, auch außerhalb der Wendelen
den weitere Wendelabschnitte vorzusehen, die Windungen mit einem ova
len Querschnitt besitzen. Diese Wendelabschnitte sind vorzugsweise regel
mäßig oder äquidistant entlang der Wendel angeordnet. Hergestellt werden
die Wendelabschnitte, deren Windungen einen ovalen Querschnitt aufwei
sen, vorteilhafterweise mit Hilfe eines zweiten Kerndrahtes, der in regelmä
ßigen Abständen angeflacht ist. Um diesen zweiten Kerndraht ist die aus
dem Wendeldraht, dem parallel dazu angeordneten ersten Kerndraht und
dem Umspinnungsdraht bestehende Einheit gewickelt. Beim Aufwickeln des
gewendelten Drahtes auf den zweiten Kerndraht entstehen in den angeflach
ten Abschnitten des zweiten Kerndrahtes Windungen mit ovalem Quer
schnitt, während in den nicht-angeflachten Bereichen des Kerndrahtes Win
dungen mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt geformt werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungs
beispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Elektro
denwendel entsprechend eines bevorzugten Ausführungsbeispiels,
Fig. 2 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt (schematisch) der Elek
trodenwendel aus der Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht (schematisch) auf ein Ende der erfindungsgemäßen
Elektrodenwendel entsprechend der Fig. 1,
Fig. 4 eine Seitenansicht eines nicht angeflachten Wendelabschnittes der
erfindungsgemäßen, in Fig. 1 abgebildeten Elektrodenwendel mit
Kerndrähten,
Fig. 5 einen Querschnitt (schematisch) durch den nicht angeflachten
Wendelabschnitt der erfindungsgemäßen, in Fig. 1 abgebildeten
Elektrodenwendel mit Kerndraht,
Fig. 6 einen Querschnitt (schematisch) durch den angeflachten Wen
delabschnitt der erfindungsgemäßen, in Fig. 1 abgebildeten
Elektrodenwendel mit Kerndraht.
In der Fig. 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemä
ßen Elektrodenwendel schematisch dargestellt. Es handelt sich hierbei um
eine stabförmige Elektrodenwendel für eine stabförmige Leuchtstofflampe
mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von ca. 58 W. Diese Elektroden
wendel ist mit Endabschnitten I, III ausgestattet, in denen die Windungen
des gewendelten Drahtes 1 (Fig. 2) einen ovalen Querschnitt aufweisen,
während im mittleren Wendelabschnitt II die Windungen des gewendelten
Drahtes 1 einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt besitzen. Die
Endabschnitte I, III erstrecken sich jeweils über eine Länge von ca. 0,5 mm,
während der mittlere Wendelabschnitt II ca. 10 mm lang ist. Der Durchmes
ser der Elektrodenwendel beträgt im mittleren Abschnitt II ungefähr
1,2 mm. Fig. 2 ist eine Ausschnittsvergrößerung des mittleren Wendelab
schnittes II der erfindungsgemäßen Elektrodenwendel aus Fig. 1. Sie zeigt
den Aufbau der erfindungsgemäßen Elektrodenwendel. Die Elektroden
wendel besteht aus einem einfach gewendelten Wolframdraht 1, der auf sei
ner gesamten Länge lose von einem dünneren, ebenfalls aus Wolfram beste
henden Umspinnungsdraht 2 umwickelt ist. Die Drahtstärken betragen für
den gewendelten Wolframdraht ca. 71 µm und für den Umspinnungsdraht
ca. 20 µm. Aus der schematischen Fig. 3 ist zu entnehmen, daß der große
Halbmesser der Windungen mit ovalem Querschnitt in den Wendelabschnit
ten I, III größer als der Radius der zum Abschnitt II gehörenden Windungen
mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt ist, während der kleine
Halbmesser der Windungen mit ovalem Querschnitt in den Wendelabschnit
ten I, III kleiner als der Radius der zum Abschnitt II gehörenden Windungen
mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt ist.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Elektrodenwendel wird der zu
nächst noch ungewendelte Wolframdraht 1 parallel zu einem ersten, aus Ei
sen bestehenden Kerndraht 3 ausgerichtet. Dann werden der Wolframdraht
1 und der Kerndraht 3 mit dem Umspinnungsdraht 2 umwickelt. Aus der
schematisierten Fig. 4 geht hervor, daß der erste Kerndraht 3 eine etwas
geringere Drahtstärke besitzt als der Wendeldraht 1. Die aus dem gewendel
ten Wolframdraht 1, dem ersten Kerndraht 3 und dem Umspinnungsdraht 2
bestehende Einheit wird nun ihrerseits um einen zweiten, ebenfalls aus Ei
sen bestehenden Kerndraht 4, der einen Durchmesser von ca. 1 mm besitzt,
gewickelt. Der zweite Kerndraht 4 ist in äquidistanten Abständen von ca.
10 mm angeflacht, das heißt, daß seine Abmessung in Quetschrichtung auf
ca. 80% des Durchmessers reduziert ist. Die Länge dieser angeflachten Ab
schnitte beträgt ungefähr 1 mm. Dadurch erhalten die Windungen des ge
wendelten Wolframdrahtes 1 in den angeflachten Kerndrahtabschnitten ei
nen ovalen Querschnitt, während die Windungen der Elektrodenwendel
bzw. des gewendelten Wolframdrahtes 1 in den nicht angeflachten Kern
drahtabschnitten einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufwei
sen. Es sei hier angemerkt, daß durch den Quetschvorgang die Abmessung
der angeflachten Kerndrahtabschnitte senkrecht zur Quetschrichtung und
zur Wendelachse größer als der Durchmesser der nicht angeflachten Kern
drahtabschnitte ist. Die Fig. 4 zeigt ausschnittweise eine Seitenansicht eines
nicht angeflachten Abschnittes des zweiten Kerndrahtes der Elektroden
wendel mit dem Wendeldraht 1, dem ersten Kerndraht 3 und dem Umspin
nungsdraht 2. In Fig. 5 ist ein Querschnitt durch diesen in Fig. 4 abgebil
deten Wendelabschnitt dargestellt. Die Windungen des gewendelten Wolf
ramdrahtes 1 mit dem ihn umgebenden Umspinnungsdraht 2 besitzen in
diesem Wendelabschnitt einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt.
Nach dem Herausätzen der beiden Kerndrähte 3, 4 entspricht dieser Wen
delabschnitt dem in Fig. 2 bzw. in Fig. 1 abgebildeten Wendelabschnitt II.
Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch einen angeflachten Abschnitt des
zweiten Kerndrahtes 4 mit dem darum gewickelten Wendeldraht 1, der sei
nerseits vom Umspinnungsdraht 2 umschlungen ist. Die Windungen des
gewendelten Wolframdrahtes 1 mit dem ihn umgebenden Umspinnungs
draht 2 besitzen in diesem Wendelabschnitt einen ovalen Querschnitt.
Nach Beendigung der Wickelvorgänge werden die Drähte 1, 2, 3, 4 in der
Mitte der angeflachten Abschnitte des Kerndrahtes 4 durchtrennt. Dabei
entstehen Elektrodenwendeln mit angeflachten Wendelenden. Anschließend
werden die beiden Kerndrähte 3, 4 in einem Säurebad herausgelöst. Da
durch verbleiben an den Wendelenden ca. 0,5 mm lange Wendelabschnitte 1,
in (Fig. 1, 3), deren Windungen einen ovalen Querschnitt aufweisen,
während der mittlere Wendelabschnitt II Windungen mit einem annähernd
kreisförmigen Querschnitt besitzt. Die Elektrodenwendeln werden anschlie
ßend in bekannter Weise in ein Elektrodengestell montiert und in eine
Emitterpaste getaucht. Die weitere Montage der Elektrodengestelle erfolgt
auf bekannte Weise und soll daher hier nicht weiter beschrieben werden.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben näher beschriebene Aus
führungsbeispiel. So können die erfindungsgemäßen Elektrodenwendeln
beispielsweise auch außerhalb der Wendelenden zusätzliche Wendelab
schnitte mit einem ovalen Querschnitt aufweisen. Besonders vorteilhaft ist
diese Ausführung bei vergleichsweise langen Stabwendeln. Der Abstand der
angeflachten Abschnitte des zweiten Kerndrahtes 4 kann beispielsweise auf
ca. 4,5 mm verkürzt werden. In diesem Fall enthält die oben näher erläuterte
erfindungsgemäße Elektrodenwendel noch genau einen zusätzlichen, in der
Wendelmitte angeordneten Wendelabschnitt, in dem der Wendeldraht Win
dungen mit einem ovalen Querschnitt besitzt, dessen Länge ca. 1 mm be
trägt. Zu beiden Seiten dieses Abschnittes erstrecken sich dann je ein ca.
4,5 mm langer Wendelabschnitt, in denen die Windungen des Wendeldrah
tes im Querschnitt annähernd kreisförmig sind. Die Wendelenden werden
nach wie vor von zwei ca. 0,5 mm langen Abschnitten geformt, in denen die
Windungen des Wendeldrahtes einen ovalen Querschnitt aufweisen, so daß
die Gesamtlänge der Elektrodenwendel unverändert bleibt.
Die Kerndrähte 3, 4 müssen nicht unbedingt aus Eisen bestehen, sondern
können beispielsweise auch aus Molybdän gefertigt sein. Außerdem ist die
Erfindung auch auf Tripelwendeln anwendbar, indem beispielsweise der
Kerndraht 4 mit den darauf befindlichen Drähten 1, 2, 3 um einen weiteren
Kerndraht gewickelt wird.
Claims (9)
1. Elektrodenwendel für Entladungslampen mit einem gewendelten,
Draht (1), der von einem Umspinnungsdraht (2) umwickelt ist, da
durch gekennzeichnet, daß der gewendelte Draht (1) sowohl Windun
gen (II) mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt als auch Win
dungen (I, III) mit ovalem Querschnitt aufweist.
2. Elektrodenwendel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
große Halbmesser der Windungen (I, III) mit ovalem Querschnitt grö
ßer als der Radius der Windungen (II) mit im wesentlichen kreisförmi
gen Querschnitt ist und daß der kleine Halbmesser der Windungen (I,
III) mit ovalem Querschnitt kleiner als der Radius der Windungen (II)
mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt ist.
3. Elektrodenwendel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
gewendelte Draht (1) an den Enden der Elektrodenwendel Windungen
(I, in) besitzt, die einen ovalen Querschnitt aufweisen.
4. Elektrodenwendel nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Elektrodenwendel zumindest einen außerhalb der
Wendelenden angeordneten Wendelabschnitt besitzt, in denen die
Windungen des gewendelten Drahtes (1) einen ovalen Querschnitt
aufweisen.
5. Elektrodenwendel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Elektrodenwendel in regelmäßigen Abständen Abschnitte aufweist, in
denen die Windungen des gewendelten Drahtes (1) einen ovalen Quer
schnitt besitzen.
6. Elektrodenwendel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Abschnitte, in denen die Windungen des gewendelten Drahtes (1) ei
nen ovalen Querschnitt besitzen, äquidistant angeordnet sind.
7. Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenwendel mit einem gewen
delten Draht (1), der von einem Umspinnungsdraht (2) umwickelt ist,
wobei im Verlauf des Verfahrens der Umspinnungsdraht (2) um den
gewendelten Draht (1) und um einen parallel zum gewendelten Draht
(1) angeordneten ersten Kerndraht (3) gewickelt wird, und anschlie
ßend die aus dem gewendelten Draht (1), dem ersten Kerndraht (3)
und dem Umspinnungsdraht (2) bestehende Einheit um einen zweiten
Kerndraht (4) gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite
Kerndraht (4) stellenweise angeflacht ist.
8. Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenwendel nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die angeflachten Abschnitte des Kern
drahtes (4) regelmäßig entlang des Kerndrahtes angeordnet sind.
9. Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenwendel nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß die angeflachten Abschnitte des Kern
drahtes (4) äquidistant angeordnet sind.
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