DE19538497C2 - Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Lampe - Google Patents

Description

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.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Lampe mit mindestens einer Wendel (2), deren einfach gewendelte Enden (2a) jeweils mit einer Stromzu­ führung (3, 4) elektrisch leitend verbunden sind, wobei das Herstellungsver­ fahren folgende Arbeitsschritte enthält:

• 1. Herstellen der mindestens einen Wendel (2) auf einer Wendelwickelma­ schine unter Verwendung wenigstens eines Kerndrahtes (5),
• 2. Abdecken der einfach gewendelten Wendelenden (2a) mit einem säurebe­ ständigen Mittel,
• 3. Eintauchen der Wendel (2) in ein Säurebad und Herausätzen des wenig­ stens einen Kerndrahtes (5) aus dem nicht mit dem säurebeständigen Mit­ tel abgedeckten Teil der Wendel (2),
• 4. Ausrichten der Wendel (2) und der Stromzuführungen (3, 4) in einer Hal­ tevorrichtung, so daß die zu verbindenden Enden von Wendel (2) und Stromzuführungen (3, 4) aneinanderstoßen und einen Winkel miteinander bilden,
• 5. Lokales Erhitzen und Schmelzen der an die Wendel (2) anstoßenden Stromzuführungsenden über ihren Schmelzpunkt mit Hilfe eines LASER- Impulses.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Wendel (2) aus einem Metall besteht, das eine höhere Schmelztemperatur be­ sitzt als die Materialien, aus denen die Stromzuführungen (3, 4) und der min­ destens eine Kerndraht (5) hergestellt sind.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die minde­ stens eine Wendel (2) aus Wolfram besteht, die Stromzuführungen (3, 4) aus einem oder mehreren Metallen aus der Gruppe Molybdän, Eisen, Nickel und Kupfer gefertigt sind und der mindestens eine Kerndraht (5) aus Molybdän oder Eisen hergestellt ist.