Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Lampe ge
mäß des Patentanspruchs 1.
Die in der DE 31 41 330 A1 beschriebene Lampe besitzt
eine Glühwendel aus Wolfram, deren einfach gewendelte Enden mit jeweils einer,
vorzugsweise aus Molybdän bestehenden Stromzuführung hartverlötet sind. Zur Her
stellung der Hartlötverbindung werden die Stromzuführungen an ihren Enden mittels
einer Lötelektrode geschmolzen, so daß die Schmelze zwischen die Windungen der
einfach gewendelten Glühwendelenden läuft. Nach dem Erstarren der Schmelze sind
die Glühwendel und die Stromzuführungen zuverlässig miteinander verbunden.
Nachteilig wirkt sich allerdings aus, daß hier das Verlöten der einfach gewendelten
Glühwendelenden mit den Enden der Stromzuführungen zu einer unerwünschten
Torsion der Glühwendel und damit zu Ungenauigkeiten bei der Positionierung der
Glühwendel im Lampenkolben führen kann.
Die US 1,740,391 offenbart eine elektrische Glühlampe mit einer Glühwen
del, deren Enden mit einem Kerndraht aus einem nicht-hochschmelzenden Metall
versehen sind. Die Enden dieser Glühwendel sind jeweils mit einer Stromzuführung
verbunden.
Die US 5,380,230 A beschreibt ein Herstellungsverfahren für eine Glühlampe
mit einer V-förmigen Glühwendel. Beim Herstellen der Glühwendel verbleibt ein
Rest des Kerndrahtes in der Glühwendel. Dieser mit dem Kerndraht versehene
Glühwendelabschnitt dient zur Abstützung der Glühwendel am Lampenkolben. Aus
den zur Lichtemission beitragenden Glühwendelabschnitten wird der Kerndraht mit
tels eines Säurebades herausgelöst. Der zur Abstützung dienende Glühwendelab
schnitt wird zuvor mit einem säurebeständigen Wachs abgedeckt.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Herstellungsverfahren für eine
elektrische Lampe, insbesondere für ihre Wendelaufhängung, anzugeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1
gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprü
chen beschrieben.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten elektrischen Lampen be
sitzen Wendeln mit einfach gewendelten Enden, in denen noch ein Teil des Kern
drahtes steckt. Diese Kerndrahtreste geben den Wendelenden während der Wendel
montage eine erhöhte Festigkeit und zusätzlichen Halt, so daß beim Verschweißen
beziehungsweise Verlöten von Wendel und Stromzuführungen keine Torsion der
Wendel auftritt, die zu Ungenauigkeiten bei der Positionierung und Justage der
Wendel im Lampenkolben führen könnte. Vorteilhafterweise besteht die mindestens
eine Wendel aus einem Metall, dessen Schmelztemperatur höher als die der Werk
stoffe ist, aus denen die Stromzuführungen und die Kerndrähte bestehen. Dadurch
kann die thermische Belastung der Wendel vergleichsweise klein gehalten werden,
so daß sie während des Löt- oder Schweißprozesses weder schmilzt noch rekristalli
siert.
Zur Herstellung der elektrischen Lampe werden die einfach gewendelten Enden der
mindestens einen Wendel vor dem Eintauchen in ein Säurebad mit einem säurebe
ständigen Mittel abgedeckt, so daß der Kerndraht nur aus dem nicht mit dem säure
beständigen Mittel abgedeckten Teil der Wendel herausgeätzt wird, während in den
Wendelenden ein Kerndrahtrest erhalten bleibt. Diese in den Wendelenden verblie
benen Kerndrahtabschnitte versteifen und stabilisieren die Wendelenden für das
Einlegen und Fixieren der Wendel und der Stromzuführungen in die Haltevorrich
tung. Daher treten beim Positionieren und Fixieren der Wendel und der Stromzufüh
rungen in der Haltevorrichtung und beim anschließenden Löt- beziehungsweise
Schweißvorgang keine Wendeltorsionen auf. Zum Verschweißen bzw. Verlöten von
Stromzuführung und Wendelende wird die Wendel als Kreuzstoß mit der Stromzu
führung positioniert und das entsprechende Stromzuführungsende örtlich erhitzt und
lokal geschmolzen. Dabei dringt das Wendelende in die flüssige Schmelze der
Stromzuführung ein, so daß es nach dem Erstarren der Schmelze zuverlässig mit der
Stromzuführung verbunden und elektrisch kontaktiert ist. Das Erhitzen der Stromzu
führungsenden geschieht mit Hilfe von LASER-Impulsen, die sich exakt auf die ge
wünschte Stelle der Stromzuführung fokussieren lassen, wodurch eine thermisch
hohe Belastung der Wendel während des Schweiß- bzw. Lötprozesses vermieden
werden kann. Wie bereits oben erwähnt, ist es vorteilhaft, wenn die Wendeln aus
einem höher schmelzenden Material gefertigt sind als die Stromzuführungen und der
oder die Kerndrähte, weil dann ein Schmelzen und Rekristallisieren der Wendel nicht
zu befürchten ist. Als Werkstoff für die Wendeln wird vorteilhafterweise Wolfram
verwendet, während die Stromzuführungen vorteilhafterweise aus einem oder mehre
ren Metallen aus der Gruppe Kupfer, Molybdän, Eisen und Nickel gefertigt sind, und
zum Wickeln der Wendeln vorteilhafterweise Kerndrähte aus Molybdän oder Eisen
benutzt werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Eine schematische Darstellung einer elektrischen Lampe
Fig. 2 Eine schematische Darstellung eines mit einer Stromzuführung ver
schweißten bzw. verlöteten Wendelendes der Lampe
Bei der in der Fig. 1 schematisch dargestellten Lampe handelt es sich um eine
elektrische Glühlampe für einen Kfz-Scheinwerfer. Diese Lampe besitzt einen Lam
penkolben 1 aus Hartglas, in dessen Innenraum eine doppelt gewendelte Glühwendel
2 angeordnet ist. Die Glühwendel 2 besteht aus Wolfram und ist axial innerhalb des
Lampenkolbens 1 ausgerichtet. Ihre einfach gewendelten Enden sind jeweils mit ei
ner Stromzuführung 3, 4 aus Molybdän elektrisch leitend verbunden. Ein Ende 1a
des Lampenkolbens 1 ist über den Stromzuführungen 3, 4 dicht gequetscht. Einzel
heiten der Anordnung von Wendel 2 und Stromzuführungen 3, 4 sind in Fig. 2
schematisch dargestellt. Die doppelt gewendelte Glühwendel 2 besitzt einfache ge
wendelte Enden 2a, in denen noch ein ein Rest des Kerndrahtes 5, der zum Wickeln
der Wendel 2 verwendet wurde, steckt. Die Wendelenden 2a sind jeweils mit einem
Ende der Stromzuführungen 3, 4 hartverlötet.
Zur Herstellung der Glühlampe werden ein Lampenkolben 1 aus Hartglas, eine dop
pelt gewendelte Wolframwendel 2 mit einfach gewendelten Enden 2a und zwei
Stromzuführungen 3, 4 aus Molybdändraht verwendet. Die Figuren sind nicht maß
stabsgetreu. Der
Durchmesser der Stromzuführungen 3, 4 beträgt ca. 0,5 mm und der
Durchmesser des Wendeldrahtes ungefähr 0,05 mm. Bei der Wendelherstel
lung wurde der Kerndraht bzw. die Kerndrähte nicht wie üblich vollständig,
sondern im wesentlichen nur aus den doppelt gewendelten Wendelabschnit
ten herausgeätzt. Dazu wurden die einfach gewendelten Wendelenden 2a
vor dem Eintauchen der Wendel 2 in das den Kerndraht auflösende Säure
bad mit Paraffin abgedeckt, das die in den Wendelenden 2a steckenden
Kerndrahtabschnitte 5 vor dem Säureangriff schützt. Vor der Wendelmonta
ge wird das Paraffin durch Abkochen der Wendel 2 in Wasser von den
Wendelenden 2a entfernt.
Zur Montage werden die Wendel 2 und die Stromzuführungen 3, 4 in einer
Haltevorrichtung (nicht abgebildet) als Kreuzstoß positioniert - das heißt,
derart ausgerichtet, daß die einfach gewendelten Wendelenden 2a an das
entsprechende Ende der Stromzuführungen 3 bzw. 4 anstoßen und dabei
einen Winkel mit diesen bilden - und fixiert. Die die Wendel 2 berührenden
Enden der Stromzuführungen 3, 4 werden mit Hilfe eines LASER-Impulses
kurzzeitig über ihren Schmelzpunkt erhitzt. Dabei dringen die durch die
verbliebenen Kerndrahtabschnitte 5 versteiften Wendelenden 2a in die
Schmelze ein, so daß sie nach dem Erstarren der Schmelze in den Enden der
Stromzuführungen 3, 4 fixiert sind. Danach wird die Glühwendel 2 zusam
men mit den Stromzuführungen 3, 4 in den Lampenkolben 1 eingeführt und
dieser über den Stromzuführungen 3, 4 in bekannter Weise dicht gequetscht.
Mit Hilfe eines Pumpstengels 6 wird der Lampenkolben 1 evakuiert.
Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben näher erläuterte Ausfüh
rungsbeispiel. Beispielsweise können die Stromzuführungen statt aus Mo
lybdän auch aus einem Kupfermanteldraht, Eisen- oder Nickeldraht beste
hen. Als Kerndrahtmaterial eignet sich anstelle von Molybdän beispielsweise
auch Eisen. Ferner können für die erfindungsgemäße Verschweißung von
Wendel und Stromzuführungen anstelle eines LASERS auch andere Schweiß
verfahren verwendet werden. Als weitere Beispiele seien hier explizit nur
das Wolfram-Inert-Gas-Schweißen, das Elektronenstrahlschweißen und das
Mikroplasma-Schweißen genannt. Außerdem ist die Erfindung nicht auf
Wolframwendeln von Glühlampen beschränkt, sondern kann auch auf
Elektrodenwendeln für Niederdruckentladungslampen angewandt werden.