DE19612169A1 - Verfahren zum Verbinden von Glühwendel und Stromzuführung bei elektrischen Lampen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden von Glühwendel und Stromzuführung bei elektrischen Lampen gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruchs 1.

In dem japanischen Gebrauchsmuster 49-37422 ist ein Verfahren zum Ver­ binden von Glühwendel und Stromzuführung offenbart, das häufig zur Verbindung von Glühwendeln mit aus einem Kupfermanteldraht bestehen­ den Stromzuführungen angewendet wird. Gemäß dieses Gebrauchsmusters wird das Ende des Stromzuführungsdrahtes angeflacht und im angeflachten Teil mit einer Vertiefung zur Aufnahme eines Wendelendes ausgestattet. Die Stromzuführung wird dann im Bereich der Vertiefung hakenförmig gebo­ gen. Danach wird ein Ende der Glühwendel in die Vertiefung des haken­ förmig gebogenen Stromzuführungsdrahtes eingelegt. Anschließend wird das Ende der Stromzuführung vollständig zurückgebogen, so daß der Ha­ ken geschlossen und das Wendelende in der Vertiefung des Stromzufüh­ rungsdrahtes eingebettet ist.

Diese Art der Verbindung von Glühwendel und Stromzuführung besitzt allerdings, insbesondere bei Verwendung von aus Kupfermanteldraht beste­ henden Stromzuführungen, keine zufriedenstellende Haltbarkeit. Stromzu­ führungen aus Kupfermanteldraht werden bevorzugt bei thermisch weniger stark belasteten elektrischen Glühlampen, beispielsweise bei Lampen für Bremsleuchten oder Fahrtrichtungsanzeigern von Kraftfahrzeugen, einge­ setzt. Untersuchungen haben gezeigt, daß sich die hakenförmigen Stromzu­ führungsenden schon nach relativ kurzer Schaltbrenndauer der Lampen, das ist ein Lampenbetrieb mit ständigem Ein- und Ausschalten der Lampe, auf­ weiten und sich im Bereich des hakenförmigen Stromzuführungsabschnittes der Kupfermantel vom Kern des Kupfermanteldrahtes ablöst und zu Knol­ len zusammenballt, so daß sich im Klemmbereich der Glühwendel große Hohlräume bilden, die den Kontakt zwischen Glühwendel und Stromzufüh­ rung erheblich beeinträchtigen und sogar einen Frühausfalle bei der Lampe verursachen können. Die in dem obengenannten japanischen Gebrauchsmu­ ster offenbarte Verbindungstechnik ist daher für elektrische Glühlampen, die Stromzuführungen aus Kupfermanteldraht besitzen und häufig ein- und ausgeschaltet werden, also insbesondere zum Einsatz in Bremsleuchten oder in Fahrtrichtungsanzeigern von Kraftfahrzeugen vorgesehen sind, ungeeig­ net.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Verfahren zum Verbinden von Glühwendel und Stromzuführung für elektrische Lampen bereitzustel­ len, das eine zufriedenstellende Haltbarkeit der Verbindung zwischen Glühwendel und Stromzuführung gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkma­ le des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Bei dem erfindungsgemäßen Verbindungsverfahren von Glühwendel und Stromzuführung werden die Stromzuführung und ein Ende der Glühwendel als Kreuzstoß positioniert, so daß das Glühwendelende mit Andruck auf der Stromzuführung aufliegt. Anschließend wird die Stromzuführung im Be­ reich des Glühwendelauflagepunktes erhitzt und aufgeschmolzen wird, wo­ bei das Ende der Glühwendel, bedingt durch den Andruck, in die Schmelze der Stromzuführung eindringt und nach anschließendem Erstarrenlassen der Schmelze in dem Stromzuführungsmaterial eingebettet ist. Durch diese Art der Verschweißung wird eine besonders gute Haltbarkeit der Verbin­ dung zwischen Glühwendel und Stromzuführung gewährleistet. Besonders gut hat sich diese erfindungsgemäße Schweißtechnik bei einfach gewendel­ ten Glühwendeln mit ungewendelten Enden bewährt.

Vorteilhafterweise wird die Temperatur im Bereich der Schweißstelle wäh­ rend des Schweißprozesses so eingestellt, daß sie den Wert von 3000°C un­ terschreitet. Damit ist sichergestellt, daß die üblicherweise aus Wolfram­ draht bestehende Glühwendel nicht schmilzt oder rekristallisiert. Für die gasdichte Einschmelzung im üblicherweise aus Weichglas bzw. aus Blei- oder Natron-Kalk-Glas bestehenden Lampenkolben von weniger stark thermisch belasteten Glühlampen haben sich Stromzuführungen aus blanken oder vernickelten Kupfermanteldrähten bewährt, die einen Eisen-Nickel-Kern besitzen. Während des erfindungsgemäßen Schweißprozesses wird vorteilhafterweise eine Schweißtemperatur zwischen 2000°C und 3000°C gewählt, um zu gewährleisten, daß einerseits der Kupfermantel sowie der Eisen-Nickel-Kern des Kupfermanteldrahtes geschmolzen werden und an­ dererseits der Wolframdraht der Glühwendel weder rekristallisiert noch aufgeschmolzen wird.

Nachstehend wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand eines bevor­ zugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Figur zeigt eine schematische Darstellung einer nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren gefertigten elektrischen Glühlampe, die als Rück- oder Blinklicht in einem Kraftfahrzeug verwendet wird. Diese Lampe benötigt eine Betriebsspannung von ca. 12 V und besitzt eine elektrische Leistungs­ aufnahme von ca. 21 W. Sie weist einen Lampenkolben 1 aus Glas und einen Bajonettsockel 2 auf, in den das gasdicht verschlossene Ende (nicht abgebil­ det) des Lampenkolbens 1 eingekittet ist. Der Lampenkolben 1 umschließt eine einfach gewendelte Glühwendel 3 aus Wolfram, deren ungewendelte Enden jeweils mit dem Ende 4a, 5a einer Stromzuführung 4, 5 elektrisch lei­ tend verbunden sind. Beide Stromzuführungen 4, 5 bestehen aus einem Kupfermanteldraht, der einen Eisen-Nickel-Kern besitzt. Die Stromzufüh­ rungen 4, 5 sind mittig in einer Schmelzperle 6 aus Keramik oder Glas einge­ schmolzen.

Zur Herstellung der Verbindung zwischen der Glühwendel 3 und den Stromzuführungen 4, 5 werden die vorgefertigten, aus einem mit einem Kupfermantel versehenen Eisen-Nickeldraht bestehenden Stromzuführun­ gen 4, 5 zunächst mit Hilfe der Schmelzperle 6 auf bekannte Weise zu einem Gestell verbunden. Dieses aus den Stromzuführungen 4, 5 und der Schmelz­ perle 6 bestehende Gestell wird zusammen mit der Glühwendel 3 in eine Haltevorrichtung (nicht abgebildet) eingelegt und fixiert, so daß die unge­ wendelten Enden der Glühwendel 3 mit Andruck auf den Stromzufüh­ rungsdrähten 4, 5 aufliegen. Der An- bzw. Auflagedruck wird durch eine geringfügige mechanische Vorspannung der Glühwendel erzeugt. Anschlie­ ßend werden die Stromzuführungsdrähte 4, 5 im Bereich der Glühwende­ lauflagepunkte mit Hilfe eines LASER′s kurzzeitig auf eine Temperatur zwi­ schen 2000°C und 3000°C erhitzt. Dadurch schmelzen im Bereich des Glüh­ wendelauflagepunktes der Kupfermantel und auch der Eisen-Nickel-Kern der Stromzuführungen 4, 5 auf und es bildet sich in diesem Bereich eine Ei­ sen-Nickel-Kupfer-Schmelze. Da die Schweißtemperatur noch deutlich un­ terhalb der Schmelztemperatur von Wolfram liegt, werden die Enden der Glühwendel 3 nicht geschmolzen. Der noch feste Wolframdraht der Glüh­ wendel 3 dringt, bedingt durch den Auflage- bzw. Andruck, in die Eisen- Nickel-Kupfer-Schmelze der Stromzuführungen 4, 5 ein. Nach dem Erstar­ renlassen der Schmelze bestehen die Stromzuführungsdrähte 4, 5 im Bereich der ehemaligen Glühwendelauflagepunkte aus einer Eisen-Nickel-Kupferle­ gierung, in der die Glühwendelenden eingebettet sind. Die überstehenden Enden 4a, 5a der Stromzuführungen 4, 5 werden gegebenenfalls anschlie­ ßend auf die gewünschte Länge gekürzt. Bei optimaler Ausführung der Ver­ schweißung werden die Glühwendelenden von der Eisen-Nickel-Kupfer­ legierung vollständig umschlossen.

Untersuchungen haben bestätigt, daß sich bei Schaltbrenndauertests der Lampen, die unter Anwendung des erfindungsgemäßen Herstellungsver­ fahrens gefertigt wurden, keine Hohlräume zwischen den eingeschmolzenen Glühwendelenden und dem Material der Stromzuführungen ausbilden.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren beschränkt sich nicht auf das oben beschriebene Ausführungsbeispiel. Beispielsweise kann das erfin­ dungsgemäße Verfahren zum Verbinden von Glühwendel und Stromzufüh­ rung auch auf eine doppelt gewendelte Glühwendel mit einfach gewendel­ ten oder ungewendelten Enden angewendet werden. Außerdem ist es auch möglich, dieses Verfahren zum Verschweißen der Elektrodenwendeln von Niederdruckentladungslampen mit ihren Stromzuführungen auszunutzen. Ferner kann die Glühwendel zum Schutz vor Korrosion auch mit einem Sau­ erstoff getternden Material, beispielsweise mit der Phosphor-Stickstoffver­ bindung P₃N₅, besprüht werden.

Claims (7)

1. Verfahren zum Verbinden von Glühwendel und Stromzuführung bei elektrischen Lampen, wobei

• - die Glühwendel (3) aus Wolfram oder aus einer Wolframlegierung besteht,
• - die Stromzuführung (4, 5) aus einem Kupfermanteldraht besteht, der eine niedrigere Schmelztemperatur als Wolfram besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Glühwendel (3) und die Stromzuführung (4, 5) als Kreuzstoß positioniert werden, so daß die zu verbindenden Enden der Glüh­ wendel (3) und die Stromzuführung (4, 5) quer zueinander angeord­ net sind und das Ende der Glühwendel (3) mit Andruck auf der Stromzuführung (4, 5) aufliegt,
• - die Stromzuführung (4, 5) im Bereich des Glühwendelauflagepunk­ tes erhitzt und aufgeschmolzen wird, wobei das Ende der Glühwen­ del (3), bedingt durch den Andruck, in die Schmelze der Stromzu­ führung (4, 5) eindringt und nach anschließendem Erstarrenlassen der Schmelze in dem Stromzuführungsmaterial eingebettet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tempe­ ratur im Bereich der Schweißstelle während des Schweißprozesses den Wert von 3000°C unterschreitet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kup­ fermanteldraht ein mit einem Kupfermantel versehener Eisen-Nickel-Draht ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kup­ fermanteldraht vernickelt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schweißtemperatur zwischen 2000°C und 3000°C liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Glühwendel (3) ungewendelt sind.

7. Elektrische Glühlampe hergestellt unter Anwendung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche.