DE2246149A1

DE2246149A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von gluehwendeln fuer elektrische lampen

Info

Publication number: DE2246149A1
Application number: DE2246149A
Authority: DE
Inventors: James Petro; Clair M Rively
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: Philips North America LLC
Priority date: 1971-09-22
Filing date: 1972-09-20
Publication date: 1973-03-29
Also published as: JPS4849276A; NL173219B; GB1398556A; US3729787A; NL173219C; NL7212773A; JPS5139951B2; CA935357A

Description

DIPL.-1NQ. KLAUS NEUBECKER

PatentanwaJt O Oj / C* Λ /Λ

4 D", ü sseldorf 1 · Schadowplatz 9 ^ _

. Düsseldorf, 19. Sep. 1972

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, V. St. A.

•Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Glühwendeln für elektrische Lampen

•Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Glühwendeln für elektrische Lampen, insbesondere Glühwendeln aus hitzebeständigem Draht, die sich als Kathoden für Leuchtstofflampen einsetzen und sich en masse handhaben und verschicken lassen, ohne miteinander zu verhaken. Bekanntlich werden Glühwendeln für Leuchtstoff- und Glühlampen in der Weise hergestellt,, daß ein Wolframdraht auf einen Dorn aus unterschiedlichem Metall (wie etwa Eisen) aufgewickelt, der dabei erhaltene zusammengesetzte Draht in Abschnitte der erforderlichen Länge zertrennt und sodann der Dorn chemisch aus den Segmenten herausgelöst wird, um die gewünschten einzelnen hohlen Wendeln aus Wolframdraht zu erhalten. .

Im Fall der sogenannten "ausbauchungsfreien" Elektrodenwendeln, wie sie als Kathoden in Leuchtstofflampen eingesetzt werden, besteht die Wendel aus einem spiralförmig gewickelten Wolframdraht, über den lose ein feiner Wolframdraht gewickelt worden ist, der einen korbartigen Aufbau für das elektronenemittierende Material bildet. Da der Wolfrarnkern einen kleinen Durchmesser hat, wird ein Grat .gebildet, wenn der Draht bei der Wendelherste-lung zerschnitten wird. Erfahrungsgemäß haben diese mit einem Grat versehnen Enden eine natürliche Neigung, von den Enden der losen Umwicklung aus feinem Draht aus vorzuragen, so daß sie sich in den Windungen

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weiterer Wendeln verhaken können, wenn die fertiggestellten Wendeln in einen Behälter gebracht werden und sich dort in unregelmäßiger Form gegenseitig berühren. Im Extremfall geht die gegen*¹ seitige Verhakung so weit, daß der gesamte Inhalt dines Behälters mit Hunderten von Wendeln in einem angehoben werden kann, indem einfach ein Ende einer einzigen Wendel erfaßt und daran gezogen wird.

Infolge dieses vorgenannten Verhakungsproblems ist es äußerst schwierig gewesen, eine irvAufriedensteilender Weise arbeitende Wendelzufuhreinrichtung zu bauen, die die Wendeln automatisch und in zuverlässiger Weise trennt und hur einzelne Wendeln zu einer Maschine weiterleitet, mit deren Hilfe die Wendeln dann montiert werden können. Die Wendeln nach dem Stand der Technik mußten dementsprechend manuell voneinander getrennt und in die Verarbeitungsmaschine eingeleitet werden. Ein solcher Vorgang ist nicht nur zeitraubend und mühselig, sondern erhöht die Herstellungskosten der Lampen erheblich. Hinzu kommt, daß große Mengen fertiggestellter Wendeln häufig bei der Herstellung als Ausschuß ausfallen, weil es praktisch unmöglich ist, die gegenseitige Verhakung aufzulösen. Dieser Anteil an Ausschuß ist sehr hoch und führt zu einer weiteren Steigerung der Lampenherstellungskosten.

Die vorgenannten Probleme wurden gelöst, indem nachgiebige Verdickungen oder kugelkopfförmige Enden aus geschmolzener wolfram-/ Eisenlegierung aft den Enden der fertiggestellten Wendell vorgesehen wurden, die die Wendeln vor einer Verhakung schützen, so daß diese en masse verarbeitet und gehandhabt werden können, ohne im Verhältnis zueinander festgelegt zu werden.

Weitere Erfahrungen haben gezeigt, daß zwar ein Hochleistungs-Laser zum Schmelzen der Enden des Doms in situ und zur Bildung von Verdickungen während der Wendelherstellung in bevorzugter Weise eingesetzt werden kann, was die Fähigkeit der Fokussierung dee Laserstrahls auf den Dorn und dessen rasches Schmelzen angeht, daß dieses Verfahren aber auch einige Nachtelle aufweist, weil dee it hohe Kapitalbindungen für die Ausrüstung verbunden sind und teilweise Verdickungen gebildet werden, die nicht immer die gleiche Größe haben. Darüber hinaus kam es durch die von dem fokusteerten Laserstrahl erzeugte intensive Erhitzung zu einer Verdampfung eines

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Teils des Materials und gelegentlich zum Abtropfen eines Teils des geschmolzenen Metalls von der Schmelzstelle und damit zu dessen Verlust. Solche Verluste führten naturgemäß zu einer Verringerung der Materialausbeute und zu einer Erhöhung der spezi- · fischen Kosten der fertiggestellten ,Wendeln.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, die vorgenannten Nachteile zu vermeiden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur Herstellung von' Glühwendeln für elektrische Lampen, wobei ein hitzebeständiger Metalldraht auf einen Dorn aus einem andersartigen Metall gewunden und dabei ein fortlaufender Vorratsdraht gebildet wird, erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der fortlaufende Vorratsdräht schrittweise einer Schneidstation zugeführt und dort mechanisch in Abschnitte vorgegebener Länge zertrennt wird, daß nur die abgeschnittenen Enden der Vorratsdraht-Abschnitte in einer zu der schrittweisen Zufuhr des Vorratsdrahtes zu der Schneidstation synchronen Folge einem Brenner hoher Temperatur ausgesetzt und dabei die Enden in situ geschmolzen und dort knotenartige Verdickungen geschmolzenen Metalls gebildet werden, die eine Legierung aus den den Dorn und die Wicklung ausjhitzebeständigem Draht bildenden Metallen aufweisen und integral mit den entsprechenden Enden der Drahtwicklung an diesen angeordnet sind, daß hierauf die Verdickungen geschmolzenen Metalls bis zur Verfestigung abgekühlt und abschließend die ungeschmolzenen Teile der. Dorne der Vorratsdrahtäbschnitte chemisch entfernt werden, so daß die Enden der erhaltenen hohlen Drahtwendeln durch die integralen Verdickungen geschmolzenen legierungshaltigen Metalls abgeschlossen sind.

Zur Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine Einrichtung zur Halterung und schrittweisen Zufuhr von zuvor durch Umwickeln eines Dorns aus Metall mit einem Draht aus andersartigem hitzebeständigen

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Metall gebildeten fortlaufenden Vorratsdraht relativ zu einer Schneidstation und einer Fördereinrichtung, so daß das freie Ende des Vorratsdrahtes in die Fördereinrichtung eingeleitet und ein vorgegebener Abschnitt des Vorratsdrahtes an der Schneidstation angeordnet wird, durch eine Einrichtung zur mechanischen Abtrennung der Abschnitte des Vorratsdrahts, die durch die Halte-/Zufuhreinrichtung der Reihe nach an der Schneidstation angeordnet werden, durch eine Einrichtung zur Betätigung der Einrichtung zur mechanischen" Abtrennung und der Fördereinrichtung in synchroner Folge mit der Betätigung der Draht-Halte-/Zufuhreinrichtung_f so daß ein Endabschnitt vorgegebener Länge von dem Vorratsdraht abgetrennt und mittels der Fördereinrichtung längs einer vorgegebenen Bahn von dem neu gebildeten Ende des fortlaufenden Vorratsdrahts weggeführt wird, sowie zwei im Abstand voneinander auf gegenüberliegenden Seiten der Bahn angeordnete stationäre Brenner, die in Bezug auf die Bahn so ausgerichtet sind, daß die Flammen der Brenner auf die abgeschnittenen Enden der Abschnitte auftreffen und diese unter Bildung von Verdickungen aus geschmolzenem Metall schmelzen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der zugehörigen Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. l in vergrößerter perspektivischer Darstellung eine

Ansicht einer Halterungsanordnung einer Leuchtstofflampe mit einer erfindungsgemäß hergestellten Wendel, die an ihren Enden durch Verdickungen abgeschlossen ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht der durch Verdickungen abgeschlossenen Wendel vor deren Befestigung an den Zuführungsdrähten der Halterungsanordnung und vor ihrer Beschichtung mit elektronenemittierendem Material;

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Fig. 3 in vergrößertem Maßstab einen Querschnitt durch die

noch unbeschichtete Wendel längs der Linie III-III der Fig. 2;

Fig. 4 in vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht eines

Teilabschnitts des zusammengesetzten Drahtaufbaus, wie er bei der Herstellung der in den vorhergehenden Figuren gezeigten Wendel Verwendung findet;

Fig. 5 in vergrößertem Maßstab eine perspektivische Ansicht eines Teils des vorerwähnten zusammengesetzten Drahtaufbaus nach dessen Windung um einen Dorn zwecks Bildung eines fortlaufenden Vorratsdrahts;

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung nach

der Erfindung zur mechanischen Abtrennung und zur Flammenverdickung des Vorratsdrahts in rascher synchronisierter Folge;

Fig. 7 in vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht der

Schneid- und Verdickungsstätionen der Maschine, gemeinsam mit einer vergrößerten Teil-Seitenansicht eines Endes eines von der Maschine hergestellten, durch eine Verdickung abgeschlossenen Vorratsdraht-Abschnitts; und

Fig. 8 in vergrößertem Maßstab eine Vorderansicht der

trommelförmigen Fördereinrichtung sowie des zugehörigen Malteserkreuz-Antriebs sowie des Kühlmittelbads, in das die noch erhitzten, mit Verdicküngen versehenen Abschnitte fallen.

Im einzelnen zeigt Fig. 1 eine Halterung 10, wie sie in Leuchtstofflampen Verwendung findet. Diese Halterung 10 weist somit den üblichen Glasschaft 11 auf, der an seinem äußeren Ende in einen kegelförmigen Teller 12,ferner in ein Pumprohr 13 übergeht, das in

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den Glasschaft 11 hineinragt und mit einer unterhalb einer Abquetschung 15 liegenden öffnung 14 kommuniziert. Durch die Abquetschung 15 sind dicht zwei Zuführungsdrähte 16 und 17 geführt, deren freie Enden um die Enden einer thermionischen Kathode geklemmt sind. Diese Kathode besteht aus einer "trägerfreien¹¹ Elektrodenwendel 20 aus nicht rekristallisiertem Wolframdraht, der mit einem geeigneten elektronenemittierenden Material E wie dem bekannten Gemisch aus Erdalkalioxiden beschichtet ist.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind die beiden Enden der Elektrodenwendel 20 mit integralen Verdickungen 21 versehen, die von im wesentlichen kugelförmigen Köpfen aus nachgiebigem (duktilem) Metall gebildet sind und sich über den Querschnitt der Wendel erstrecken. Ferner ist zu erkennen, daß die Beschichtung E aus Emissionsmaterial sich nur über den mittleren Bereich der Elektrodenwendel 20 erstreckt, so daß die Windungen der Wendel, die unmittelbar neben dem Klemmbügel 18 liegen, ohne Beschichtung bleiben. Solche Wendeln werden als "bauchfreie" Wendeln bezeichnet, weil sie aus einer Mehrzahl im Abstand voneinander angeordneter Windungen bestehen, die den gleichen Durchmesser aufweisen und so eine Wendel bilden, die eine lineare Geometrie und über ihre gesamte Länge den gleichen Durchmesser hat. Solche "bauchfreien" Wendeln weisen somit nicht die vergrößerten Sekundärwindungen und Mittelbereichsausbauchungen wie Doppel- oder Dreifachwendeln auf.

Wie genauer mit Fig. 2 gezeigt, schließen die Verdickungen 21 die Endwindungen 22 der Elektrodenwendel 2O ab, wobei sie etwa die gleiche Größe wie der Wendeldurchmesser haben, so daß die Wendel eine vorgegebene Gesamtlänge L aufweist. Die Verdickungen gehen somit in die Enden der hohlen Elektrodenwendel 20 über und schHessen diese ab, so daß an beiden Enden ein verhakungsfreier Abschluß vorgesehen ist.

Wie mit dem vergrößerten Querschnitt der noch unbeschichteten Wendel entsprechend Fig. 3 gezeigt, weist die Elektrodenwendel 20

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einen Kerndraht 23 aus geeignetem hitzebeständigen Material (wie nichtrekristallisiertem Wolfram) auf, der zu einer Spirale gewunden und seinerseits lose mit feinem Draht 24 aus hitzebeständigem Material (wie nicht-rekristallisiertem Wolfram) umwickelt "ist. Die Windungen des feinen Drahts 24 umschließen den Kerndraht 23 und bilden einen "korbartigen" Aufbau oder eine Matrix, die die Kapazität der Wendel 20 zur Aufnahme emissionsfähigen Materials erhöht. Wie mit Fig. 1 gezeigt, füllt das Emissionsmaterial E die von der losen Überwicklung aus feinem Draht 24 gebildete Matrix aus, wobei es die Windungen 22 der Wendel 20 überbrückt*

Kurz gesagt, wird die Elektrodenwendel 20 hergestellt, indem der Wolfram-Kerndraht 23 mit einem geringfügig größeren Fülldraht 25 gepaart wird, wobei der Fülldraht 25 aus einem andersartigen Metall wie Eisen besteht, das anschließend chemisch aus der fertiggewickelten Wendel ohne Beeinträchtigung des Wolfram-Kerndrahts herausgelöst werden kann. Wie mit Fig. 4 gezeigt, bilden der gepaarte Wolfram-Kerndraht 23 und Eiseri-Fülldraht 25 eine zweiadrige Kernkomponente, um die der feine Wolfram-Draht 24 dann dicht gewunden wird, um so eine Drahtanordnung 26 aus zusammengesetzten Drähten zu bilden. Diese Drahtanordnung 26 wird ihrerseits mit der erforderlichen Steigung um einen Eisendorn 27 gewickelt, so daß eine fortlaufende Kern-/Drahtanordnung 28 entsprechend Fig. 5 erhalten wird. Der Einfachheit halber wird diese Kern-/Drahtanordnung 28 in der nachstehenden Beschreibung un-d in den Ansprüchen als" fortlaufender "Vorratsdraht" bezeichnet.

Bisher wurde der Vorratsdraht 28 mechanisch in Abschnitte der gewünschten Länge zerschnitten, und diese Abschnitte wurden in ein Säurebad (beispielsweise Chlorwasserstoffsäure) gebracht, das den Eisen-Fülldraht 25 und den Eisendorn 27 herauslöste, so daß hohle Wendeln erhalten wurden, die aus dem gewickelten Wolfram- Kerndraht 23 und der losen Überwicklung aus feinem Wolfram-Draht 24 bestanden. Da der Kerndraht 23 einen kleinen Durchmesser (von typischerweise etwa 0,058 mm) hat, ist es praktisch unmöglich, den Kerndraht

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23 mechanisch sauber zu schneiden. Infolgedessen war es unvermeidlich, daß Gratbildungen an den geschnittenen Enden verblieben. Da der Kerndraht 23 von den Windungen aus feinem Draht 24 nur lose umschlossen ist, ragten die mit Gratbildungen versehenen Enden des' Kerndrahts naturgemäß von den Enden der fertiggestellten Wendel aus vor, um dann die vorerwähnten Verhakungsproblerne zu schaffen, wenn die Wendeln in einen Behälter gebracht und en masse gehandhabt werden. Wie aus der parallellaufenden Patentanmeldung P 20.02 087.5 ersichtlich, wurde das Problem der gegenseitigen Verhakung von Wendeln dadurch gelöst, daß die Enden der Eisendorne 27 in situ geschmolzen und dadurch an jedem Ende der abgetrennten Abschnitte des Vorratsdrahts 2 8 eine integrale perlenförmige Verdickung 21 aus verschmolzener duktiler Wolfram-Eisenlegierung gebildet wurde. Da die anschließend zum Herauslösen des Eisendorns 27 und des Fülldrahts 25 verwendete Säure Wolfram nicht angreift, bleiben diese Wolfram-Eisenlegierung-Verdickungen 21 an den Endwindungen 22 der fertiggestellten Elektrodenwendeln 20 (wie das in Fig. 1 und 2 gezeigt ist) nach der Entfernung der Eisenkomponenten erhalten.

Wird der Eisendorn 27 geschmolzen, so löst die entstehende Eisenschmelze die darüberliegenden Wolframteile der Drahtanordnung 26, so daß die Enden des Kerndrahts 23 und des darübergewundenen feinen Drahts 24 mit den entsprechenden Verdickungen 21 verschmelzen und in diesen festgelegt werden. Die Endwindungen der fertigen Elektrodenwendel 20 sind somit durch kugel- oder perlenförmige Verdickungen 21 abgeschlossen, die im wesentlichen glatt und größer als der Abstand zwischen den Windungen der Wendel sind, so daß die störenden Gratbildungen und Verhakungsproblerne, wie sie für Wendeln nach dem Stand der Technik charakteristisch sind, vollständig eliminiert werden.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich speziell auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von durch Kugelköpfe abgeschlossenen Abschnitte, die von einem fortlaufenden Vorratsdraht abgetrennt worden sind, wie das weiter unten erläutert wird.

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Wie mit Fig. 6 veranschaulicht, weist eine Vorrichtung entsprechend einer Ausführung der Erfindung einen Tisch 30 mit einer langgestreckten Plattform 32 auf, die als Basis für zwei Paare Spannbacken 33 und 34, eine Führungsdüse 35, ein Schneidmesser 36 und einen geeigneten Träger wie etwa eine kreisförmige Fördertrommel 37 dient. Die Spannbacken 33 sitzen auf einem Schlitten 40, der

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längs einer Nut /hin und her beweglich ist, die in einem an der Ekttform 32 befestigten Führungskörper 42 vorgesehen ist. Der Schlitten 40 ist exzentrisch über einen Gelenkarm 43 mit einer Antriebsscheibe 44.gekoppelt, die mit konstanter Drehzahl mittels einer Welle 45 gedreht wird, wobei die Welle 45 ihrerseits durch eine Hauptwelle 46 über Kegelräder 47 angetrieben wird. Die Hauptwelle 46 ist mit einem Elektromotor 48 gekoppelt, der an der einen Ecke des Tisches 30 befestigt ist. Diese Wellen werden durch Böcke 49, die an dem Tisch 30 befestigt und mit geeigneten Lagern, die eine freie Drehbarkeit der jeweiligen Wellen gestatten, versehen sind, abgestützt und in gegenseitiger Wirkverbindung gehalten.

Die beweglichen Spannbacken 33 werden mittels eines Nockens 50 geöffnet und geschlossen, der mit der Hauptwelle 46 verbunden ist und einen Nockenstößel 51 betätigt, den eine Verbindungsstange 52 trägt, die über eine Nut-/Federverbindung 53 an das bewegliche Teil der Spannbacken 33 angeschlossen ist. Die Verbindungsstange 52 ist mittels eines an dem Tisch 30 festgelegten Winkelstücks 54 gleitend in Wirkverbindung mit dem Nocken 50 und der beweglichen Backe der Spannbacken 33 gehalten. Die Spannbacken 33 können so längs einer vorgegebenen Bahn zu der Fördertrommel 37 hin bzw. von dieser weg hin und her bewegt und am Anfang sowie am Ende jedes Hubs des Schlittens 40 betätigt werden, wie das weiter unten beschrieben wird.

Das zweite Paar Spannbacken 34 wird betätigt,,indem die bewegliche Backe mit einem zweiten Nocken 55 über einen Nockenstößel 56 gekoppelt ist, der mit dem einen Ende eines V-förmigen Kniehebels verbunden ist, der seinerseits schwenkbar an dem Tisch 30 verankert ist. Der Kniehebel 57 ist mit einer Verbindungszunge 58 gekoppelt, die an die bewegliche Backe der Spannbacken 34 ange-

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schlossen ist und in einem an der Plattform 32 befestigten Gehäuse 59 gleitet.

Zwischen dem zweiten Paar Spannbacken 34 und der kreisförmigen Fördertrommel 37 ist eine Einrichtung zur Abtrennung des Vorratsdrahtes 28 vorgesehen, die entsprechend dem wiedergegebenen Ausführungsbeispiel die Führungsdüse 35 aufweist, deren Spitze im Verhältnis zu der Schneidkante des stationären Schneidmessers 36 ausgerichtet ist. Die Führungsdüse 35 ist mittels einer Abstützung 60 und eines Stifts 61 schwenkbar mit der Plattform 32 verbunden und wird über einen dritten Nocken 62 zu dem Schneidmesser 36 hin bzw. von diesem weg geschwenkt. Der Nocken 62 ist mit der Hauptwelle 46 verbunden und mit der Führungsdüse 35 über einen Nockenstößel 63 sowie eine Verbindungsstange 64 gekoppelt, die an die Unterseite der Führungsdüse 35 angeschlossen ist. Wie gezeigt, wird der Nockenstößel 63 mit seinem Nocken 62 über ein Plattenstück 65 in Wirkverbindung gehalten, das an den Tisch 30 angelenkt ist und an seinem gegenüberliegenden Ende mit einem Stützarm 66 in Verbindung steht, der an das Gehäuse des Elektromotors 48 angeschlossen ist.

Wie weiter ins einzelne gehend mit Fig. 6 und 7 veranschaulicht, ist die Fördertrommel 3/ aufrechtstehend neben dem Schneidmesser 36 angeordnet, wobei ihre Umfangsflache in einer Linie mit der Spitze der Führungsdüse 35 liegt. Die Fördertrommel 37 ist dabei drehbar mittels einer Welle 6 8 gelagert, die in geeigneten Böcken (nicht dargestellt) abgestützt ist, die dann an dem Tisch 30 und der Plattform 32 befestigt sind. Die Fördertrommel 37 ist mit einer Reihe paralleler äquidistanter Aussparungen 70 versehen, die sich über den Rand der Fördertrommel erstrecken und so dimensioniert und angeordnet sind, daß die Endabschnitte des Vorratsdrahts 28 voll davon aufgenommen werden können, die durch die Führungsdüse 35 bzw. die beiden Paare Spannbacken 33 und 34 zugeführt werden.' Die vorerwähnten Aussparungen 70 werden der Reihe nach mit der Öffnung der Führungsdüse 35 zum Fluchten gebracht, indem die Fördertrommel 37 über ein herkömmliches Malteserkreuzrad 71 schrittweise weiterbewegt wird. Das Malteaerkreuzrad 71 wird durch eine Antriebswelle angetrieben, die drehbar in Lagern 73 (vgl. Fig. 6) aufgenommen und

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-limit der Welle 45 über zwei Paare Kegelräder 74, 75 und eine Verbindungsachse 76 gekoppelt ist, die in aufrechter Lage von einem weiteren Lagerbügel 77 gehalten wird.

Die Fördertrommel 37 ist mit einem stationären Band 78 ausgestattet, das sich nur über einen Teil des Umfangs der Fördertrommel erstreckt und an dem Tisch befestigt ist. Dabei wird es durch einen Spannkopf 80 und eine Feder 8!-/Druckfinger 82-Anordnung entsprechend Fig. 8 gespannt. Das Band 78 wird so in gleitender Zuordnung federnd am Umfang der Fördertrommel 37 gehalten, so daß Segmente 20' des Vorratsdrahts in entsprechenden Aussparungen 70 gehalten werden können, ohne daß es zu einer Beeinträchtigung der schrittweisen Drehbewegung der Fördertrommel kommt.

Ein geeigneter Führungskörper wie etwa ein flacher Scheibenkörper 83 ist aufrechtstehend in einem bestimmten Abstand von der Endfläche der kreisförmigen Fördertrommel 37 (vgl. Fig. 7) befestigt, um eine axiale Verschiebung der in den Aussparungen 70 aufgenommenen Abschnitte 20' des Vorratsdrahts zu verhindern, diese im Verhältnis zueinander auszurichten und in dieser Zuordnung zu halten, wenn sie zu zwei Gruppen stationärer Brenner 84 und 85 (vgl. Fig. 8) hin vorgeschoben werden, die nahe der Ober- und der anderen Seite der Fördertrommel 37 angeordnet sind. Wie in Fig. 7 angedeutet, sind die Düsen N dieser Brenner auf gegenüberliegenden Seiten der Fördertrommel 37 angeordnet und dabei auf Stellen gerichtet, die sich gerade jenseits der Umfangskanten der Fördertrommel befinden.

Wie in Fig. 8 gezeigt, endet der Scheibenkörper 83 kurz vor dem ersten Paar Brenner 84, so daß verhindert wird, daß er durch die heißen Flammen beaufschlagt wird. Ebenso ist das Malteserkreuzrad gegen die intensive Erhitzung geschützt, indem der" unterhalb der Brenner liegende Teil der Welle 78 von einem mit einem geeigneten Kühlmittel wie Wasser 87 (vgl. Fig. 7) gefüllten Mantel 86 umschlossen ist. Ein geeigneter Auffangbehälter 88, der mit einem flüssigen Kühlmittel wie Wasser 89 gefüllt ist (vgl. Fig. 7 und &), befindet

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sich auf dem Tisch 30 unterhalb der Fördertrommel 37, um die heißen, durch Kugelköpfe abgeschlossenen Abschnitte 20' des Vorratsdrahts aufzufangen und rasch zu kühlen, wenn diese aus der Fördertrommel fallen.

Zurück zu Fig. 6: Der fortlaufend zugeführte Vorratsdraht 28 wird auf eine Spule 90 aufgewickelt, die mittels eines geeigneten Arms 91 am Böden des Tisches 30 befestigt ist. Das freie Ende des Vorratsdrahts 28 wird über eine Rolle 92 gezogen, die oberhalb der Spule 90 mittels eines an dem Tisch 30 befestigten Stützarms 93 drehbar gehalten ist. Der Vorratsdraht 28 läuft zwischen den beiden Paaren Spannbacken 33 und 34 und durch eine öffnung in der Führungsdüse 35 hindurch, an der Schneidkante des Schneidmessers 36 vorbei, durch die ausgerichtete Ausnehmung 70 der kreisförmigen Fördertrommel 37 hindurch, um schließlich an den Scheibenkörper 83 anzustoßen.

Die verschiedenen Nocken, die Verbindungshebel und das Malteserkreuz-Antriebssystem sind so aufeinander abgestimmt, daß die verschiedenen, jetzt beschriebenen Arbeitsschritte synchronisiert werden und die schrittweise Weiterbewegung des Vorratsdrahts 2 8 und der Fördertrommel 37 derart bewirken, daß die Aussparungen 70 der Fördereinrichtung der Reihe nach mit dem freien Ende des Vorratsdrahts fluchten und diesen aufnehmen, wenn der Vorratsdraht durch die Vorrichtung hindurchgeleitet wird.

Der erste Schritt der vorerwähnten Arbeitsfolge besteht darin, daß das freie Ende des Vorratsdrahts 28 durch die ausgerichtete Aussparung 70 der Fördertrommel 37 an der "Lade"-Station geführt wird, bis es an den Scheibenkörper 83 anschlägt. Das wird durch entsprechende koordinierte Wirkung der Nocken 50 und 55, sowie durch die Hin- und Herbewegung des Schlittens 4O und der Antriebsscheibe 4 4 erreicht, wobei die Spannbacken 33 den Vorratsdraht 2B erfassen, die Spannbacken 34 gleichzeitig öffnen und der Schlitten 40 die geschlossenen Spannbacken 33 und den eingespannten Vorratsdraht 2C als eine Einheit weiterbewegt, so daß das freie Ende des Vorrats-

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drahts 28 durch die Führungsdüse 35 und die ausgerichtete Führungstrommel-Aussparung 70 wandert und unmittelbar neben dem Scheibenkörper 83 zum Stillstand kommt.

Am Ende des Vorwärtsschubs des Schlittens 40 schließen die Spannbacken 34, während die Spannbacken 33 öffnen, so daß der Vorratsdraht 2 8 stationär gehalten wird, wenn der Schlitten seinen Rückwärt shub beginnt und die Spannbacken 33 in ihre Ausgangslage zurückkehren. Während des Rückwärtshubs des Schlittens 40 veranlassen der Nocken 62 und die damit zusammenwirkende Verbindungsstange 64 eine Schwenkung der Führungsdüse 35 zur Schneidkante des Schneidmessers 36 hin, so daß der Vorratsdraht durchtrennt wird. Unmittelbar danach bewegt das Malteserkreuzrad 71 die Fördertrommel 37 um einen Schritt weiter und richtet eine leere Aussparung 70 im Verhältnis zu der Führungsdüse 35 und dem abgeschnittenen Ende des Vorratsdrahts 2 8 aus. Darauf wird die vorstehende Arbeitsfolge wiederholt.

Entsprechend der schrittweisen Weiterbewegung der Fördertrommel 37 werden die abgetrennten Abschnitte 20' des Vorratsdrahts an den beiden Paaren Brenner 84 und 85 vorbei in Vorwärtsrichtung weiterbewegt, so daß die vier scharf gebündelten Flammen F auf die vorragenden Enden der Drahtabschnitte auftreffen und diese schmelzen, so daß sich an den beiden Enden der Abschnitte die geschmolzenen kugelförmigen Verdickungen 21 bilden.

Wie mit Fig. 7 gezeigt, ist der Abstand zwischen der Außenfläche der Fördertrommel 37 und der Innenfläche des Scheibe¹ nkörjers 83 so gewählt, daß die Enden der entsprechenden Vorratsdraht-Abschnitte 20' mit im wesentlichen gleichen Längen über die Seiten der Fördertrommel hinausragen. Daher schmelzen die Brenner 84, 85 nur vorgegebene und gleiche Bereiche der Drahtabschnitte. Die Verdickungen 21 weisen dementsprechend eine gleichförmige Größe auf, und die durch die kugelkopfförmigen Verdickungen abgeschlossenen Abschnitte 20· des Vorratsdrahts haben ebenfalls im wesentlichen

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jeweils die gleiche Gesamtlänge.

Wie mit Fig. 8 gezeigt, erstreckt sich das Band 78 nicht um den unteren Bereich der Fördertrommel 37, so da£ die Abschnitte 2O¹ aus der Förder trommel iieraus fällen, wenn sie in diese Lage gelangen, um dann in das Wasser 89 in dem Auffangbehälter 88 zu gelangen. Die kugelkopfförmigen Verdickungen geschmolzenen Metalls werden so rasch gekühlt und verfestigt, so daß die aufgefangenen Abschnitte 20' daran gehindert werden, während des Kühlprozesses miteinander zu "verschweißen". Ebenso wird der eventuelle Verlust geschmolzenen Materials durch Abtropfen etc. auf diese Weise vermieden.

Wie mit der vergrößerten TEilansicht eines Endes der durch die kugelkopfförmigen Verdickungen abgeschlossenen Abschnitte 20', wie sie erfindungsgemäß hergestellt werden, gezeigt, sind die Verdikkungen 21 aus geschmolzenem Metall glatt und kugelförmig, wobei sie mit dem Eisendorn 27 und der Endwindung der gewendelten Drahtanordnung 26 verschmelzen.

Das mechanische Abtrennen, Fördern und Flammenbehandeln werden somit durch die Verwendung gekoppelter WeiterSchaltmechanismen synchronisiert,.so daß die Herstellung von durch kugelkopfförmige Verdickungen abgeschlossenen Glühwendel -/Dorη-Abschnitten von einem fortlaufenden Vorratsdraht in wirksamer Weise mit hoher Fertigungsgeschwindigkeit verwirklicht werden kann. Auf diese Weise konnten unter Verwendung von zwei Paaren Sauerstoff-/Wasserstoffbrennern für die Verdickungsbildung 300 Glühwendelelemente/min, hergestellt werden. Die kugelförmigen Verdickungen an den fertiggestellten Glühwendeln haben eine gleichförmige GröBe und werden bei dem ErhitzungsVorgang mit wenigem oder gar keinem Matefialverlust gebildet.

Mit den Sauerstoff-/Wasserstoffbrennern wurden ausgezeichnete Ergebnisse erzielt, jedoch kann jede Flamme mit hoher Temperatur und scharfer Bündelung, wie sie etwa durch die bekannten Plasmabrenner zur Verfügung gestellt werden, Verwendung finden, um die Bildung

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der kugelförmigen Abschlußkorper zu bewirken. Ebenso können mehr als zwei Paar Brenner verwendet werden, um die Herstellungsgeschwindigkeit der Vorrichtung zu erhöhen, wobei die zusätzlichen Paare Brenner dann entweder vor oder hinter den beiden Paaren Brenner 84, 85 der Zeichnung angeordnet würden.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche :

( 1.)Verfahren zur Herstellung von Glühwendeln für elektrische Lampen, wobei ein hitzebeständiger Metalldraht auf einen Dorn aus einem andersartigen Metall gewunden und dabei ein fortlaufender Vorratsdraht gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der fortlaufende Vorratsdraht schrittweise einer Schneidstation zugeführt und dort mechanisch in Abschnitte vorgegebener Länge zertrennt wird, daß nur die abgeschnittenen Enden der Vorratsdraht-Abschnitte in einer zu der schrittweisen Zufuhr des Vorratsdrahts zu der Schneidstation synchronen Folge einem Brenner hoher Temperatur ausgesetzt und dabei die Enden in situ geschmolzen und dort knotenartige Verdickungen geschmolzenen Metalls gebildet werden, die eine Legierung aus den den Dorn und die Wicklung aus hitzebeständigem Draht bildenden Metallen aufweisen und integral mit den entsprechenden Enden der Drahtwicklung an diesen angeordnet sind, daß hierauf die Verdickungen geschmolzenen Metalls bis zur Verfestigung gekühlt und abschließend die ungeschmolzenen Teile der Dorne der Vorratsdrahtabschnitte chemisch entfernt werden, so daß die Enden der erhaltenen hohlen Drahtwendeln durch die integralen Verdickungen geschmolzenen legierungshaltigen Metalls abgeschlossen sind.
2.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in situ-Schmelzen der abgeschnittenen Enden der Vorratsdrahtabschnitte dadurch erfolgt, daß eine scharf gebündelte Flamme eines Sauerstoff-Wasserstoffbrenners auf jedes dieser Enden gerichtet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hitzebeständige Metall aus Wolfram und der Dorn aus Eisen besteht und daß die ungeschmolzenen Teile des Eisendorns in den Vorratsdraht-Abschnitten chemisch durch Eintauchen der Abschnitte in Chlorwasserstoffsäure entfernt werden ,nachdem die Verdickungen gebildet und verfestigt worden sind.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdickungen geschmolzenen Metalls gekühlt und verfestigt werden, indem das geschmolzene Metall unmittelbar nach Abschluß des Verdickungs-Bildungsvorgangs.in Kontakt mit einer Flüssigkeit gebracht wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vörratsdraht an der Schneidstation in Abschnitte von im wesentlichen gleicher Länge zertrennt, diese Abschnitte nebeneinander angeordnet und längs eines kreisbogenförmigen Weges an einem Paar im Abstand voneinander angeordneter stationärer Brenner vorbeibewegt werden, deren Flammen nur auf die abgeschnittenen Enden der Abschnitte auftreffen, wenn die entsprechenden Enden an den Brennern vorbeibewegt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorratsdraht-Abschnitte mit im Verhältnis zueinander ausgerichteten abgeschnittenen Enden im Abstand nebeneinander angeordnet werden, daß die Vorratsdraht-Abschnitte längs eines kreisförmigen Weges weiterbewegt "werden, der im Verhältnis zu den Brennern so ausgerichtet ist, daß ein vorbestimmter Teil an jedem Ende der entsprechenden Vorratsdraht-Abschnitte durch die entsprechenden Brenner geschmolzen wird und so eine Verdickung vorgegebener Größe bildet, und daß die Verdickungen gekühlt und verfestigt werden, indem die heißen Vorratsdraht-Abschnitte in eine Flüssigkeit fallen.
7. Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-6., gekennzeichnet durch eine HaI-.terung zur schrittweisen Zufuhr von zuvor durch Umwickeln eines Doms aus Metall mit einem Draht aus andersartigem hitzebeständigem Metall gebildeten fortlaufenden Vorratsdraht relativ zu einer Schneidstation und einer Fördereinrichtung, so daß das freie Ende des Vorratsdrahts in die Fördereihrichtung eingeleitet und ein vorgegebener Abschnitt des Vorratsdrahts an der Schneidstation angeordnet wird, eine Einrichtung zur mechani"

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sehen Abtrennung der Abschnitte des Vorratsdrahts, die durch die Halte-/Zufuhreinrichtung der Reihe nach an der Schneidstation angeordnet werden, eine Einrichtung zur Betätigung der Einrichtung zur mechanischen Abtrennung und der Fördereinrichtung in synchroner Folge mit der Betätigung der Draht-¹ Halte-/Zufuhreinrichtung, so daß ein Endabschnitt vorgegebener Länge von dem Vorratsdraht abgetrennt und mittels der Fördereinrichtung längs einer vorgegebenen Bahn von dem neu gebildeten Ende des fortlaufenden Vorratsdrahts weggeführt wird, sowie zwei im Abstand voneinander auf gegenüberliegenden Seiten der Bahn angeordnete Brenner, die in Bezug auf die Bahn so ausgerichtet sind, daß die Flammen der Brenner auf die abgeschnittenen Enden der Abschnitte auftreffen und die/schmelzen, so daß dort Verdickungen aus geschmolzenem Metall gebildet werden.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung einen drehbaren Träger mit einem kreisbogenförmigen Umfang aufweist, in dem im Abstand voneinander eine REihe Aussparungen vorgesehen sind, um jeweils einen Vorratsdraht-Abschnitt aufzunehmen, und daß eine Einrichtung zur schrittweisen Weiterbewegung des Trägers synchron mit der Draht-Halte-/Zufuhreinrichtung und der mechanischen Abtrenneinrichtung vorgesehen ist, so daß eine der Aussparungen im Verhältnis zu dem freien Ende des fortlaufenden Vorratsdrahts ausgerichtet ist und dieses aufnimmt, wenn das freie Ende durch die Draht-Halte-/Zufuhreinrichtung weitergerückt wird.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Abtrenneinrichtung ein stationäres Schneidmesser (36), eine schwenkbar gelagerte Führungsdüse (35), durch die der Vorratsdraht (2 8) läuft, und eine Einrichtung zur Bewegung der Spitze der Führungsdüse zu dem Schneidmesser hin und von diesem weg aufweist, so daß der an der Oberseite der Führungsdüse befindliche Teil des Vorratsdrahts durch die Düse zur Abtrennung mittels des stationären Schneidmessers gebracht wird.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine kreisförmige Fördertrommel (37) mit einer Reihe paralleler, im Abstand voneinander angeordneter Aussparungen (70) im Umfangsbereich der Fördertrommel (37) aufweist und eine stationäre Führungseinrichtung auf der Seite der Fördertrommel (37) angeordnet ist, die der Draht-Halte-/Zufuhreinrichtung gegenüberliegt, wobei die stationäre Führungseinrichtung so angeordnet ist, daß sie an den Enden der von den entsprechenden Aussparungen (70) aufgenommenen Vorratsdraht-Abschnitte angreift und diese Abschnitte im zueinander ausgerichteten Zustand hält, wenn die Fördertrommel schrittweise weitergedreht wird.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördertrommel eine Länge hat, die geringer als die Länge der Vorratsdraht-Abschnitte ist, daß die Führungseinrichtung von der Fördertrommel einen Abstand aufweist, so daß im wesentlichen gleiche Bereiche der entsprechenden Vorratsdraht-Abschnitte über jede Seite der Fördertrommel hinausragen, wenn die Vorratsdraht-Abschnitte durch die Führungseinrichtung ausgerichtet werden, und daß neben und auf gegenüberliegenden Seiten des Umfangs der Fördertrommel zwei stationäre Brenner angeordnet sind, deren Düs-en auf die vorstehenden Endbereiche der Vorratsdraht-Abschnitte gerichtet sind und dabei mit diesen fluchten.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine stationäre Abschnitt-Halteeinrichtung gleitend oberhalb des Umfangs der Fördertrommel angeordnet ist, die sich nur um einen vorgegebenen Anteil des umfangs der Fördertrommel erstreckt, so daß die von der Fördertrommel mitgenommenen Drahtabschnitte frei aus der Trommel fallen können, nachdem diese um etwa eine volle Umdrehung schrittweise weitergedreht worden ist.

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