DE2340931A1

DE2340931A1 - Verfahren zur herstellung einer elektrischen vorrichtung mit einem umschliessenden kolben

Info

Publication number: DE2340931A1
Application number: DE19732340931
Authority: DE
Inventors: Maurice George Clarke; Kenneth Roy Wolfe
Original assignee: Thorn Electrical Industries Ltd
Current assignee: Thorn EMI Ltd
Priority date: 1972-08-11
Filing date: 1973-08-13
Publication date: 1974-02-28
Also published as: DE2340931B2; GB1430070A; JPS4992879A; NL169120C; JPS5612979B2; NL169120B; DE2340931C3; CA983568A; HU171058B; ATA705673A; AT343220B; NL7311111A; US3904908A

Description

PATENTANWÄLTE 89 Augsburg-Göggingen 22, den

von-Eichendorf f-Straße 10

dr.ing. E. LIEBAU 2340931

DIPL. ING. G. LIEBAU (BefRückant^ort bitto^Sip

Ihr Zeichen

JThorn Electrical Industries Limited Thorn House, Upper Saint Martin's Lane London WC2H 9ED / England

Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung mit einem umschliessenden Kolben.

Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei der Herstellung von elektrischen Vorrichtungen mit abgedichteten Einkapselungen oder Kolben, wie Lampen, Röhren u. dgl..

Bei der Herstellung von Lampen war es bisher üblich, Haltedrähte in deren Kolben einzubauen, welche Drähte verschiedene innere Lampenbauelemente elektrischer oder optischer Art tragen. Beispiele solcher Bauelemente sind Fäden, Schirme und Reflektoren. Einige der Haltedrähte dienen auch als Stromleiter und sind durch die Lampenkolben so eingeschmolzen, daß sie von aussen zugänglich sind. Häufig müssen die Fäden von Lampen mit Bezug auf

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Linsen oder Reflektoren bei optischen Einrichtungen
genau festgemacht werden. Dies erfordert u.a., daß
die Lampen innerhalb sehr enger Toleranzen hergestellt werden. Dies ist keineswegs leicht bei einer Großserienfertigung zu erzielen, da bei Glühfaden bildenden
zylindrischen Drähten und Haltedrähten die Gefahr
der Verformung durch Verschiebungen, Biegen und Walzen während der verschiedenen Phasen des Herstellungsvorgangs besteht.

Ähnliche Schwierigkeiten treten bei der Herstellung von Röhren auf, bei denen zahlreiche innere Bauelemente
vorgesehen sind, welche an Haltedrähten befestigt werden müssen. Diese inneren Bauelemente können Fäden, Anoden, Kathoden, Gitter und Schirme sein, die mit Bezug aufeinander genau angeordnet werden müssen.

Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten hat es sich als notwendig oder zumindest wünschenswert erwiesen, die
Haltedrähte dadurch fest zu-einander zu halten, daß sie bleibend in Isoliergliedern, beispielsweise in Brücken aus Glas oder Quarz, eingebettet werden. Die dadurch
erreichte Versteifung verhindert, daß mechanische Stöße, die bei der Befestigung der verschiedenen inneren Bauelemente, bei der Befestigung der äusseren Zuführungsleiter und beim Abdichten der Kolben auftreten können, eine Verformung der Anordnung herbeiführen können.

Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung und Vereinfachung der Fertigungstechnik dadurch, daß die Notwendigkeit vermieden wird, die Haltedrähte in isolierenden Brückengliedern einzubetten, jedoch eine angemessene
Steifigkeit als Sicherung gegen Verformung beibehalten wird.

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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung mit einem umschliessenden abgedichteten Kolben besteht darin, daß ein metallisches Halterungselement mit mehreren Fingern hergestellt wird, die miteinander durch eine Querverstrebung verbunden sind, die Bauelemente der Vorrichtung an den Fingern befestigt werden, das Halterungselement und die von diesem getragenen Bauelemente innerhalb eines Kolbens angeordnet werden, eine Abdichtung zwischen dem Kolben und dem Halterungselement derart gebildet wird, daß sich die Querverstrebung innerhalb des Kolbens befindet, und hierauf die Verstrebung dadurch unterbrochen wird, daß ein Strahl aus einem Laser auf die Verstrebung fokussiert wird, um ausgewählte Finger mechanisch und elektrisch voneinander zu isolieren. Nach dem lMterbrechen der Verstrebung bleiben die isolierten Finger dadurch" innerhalb des Kolbens gehaltert, daß sie in diesen eingeschmolzen sind. Die genaue Art der inneren Bauelemente hängt von der Art der herzustellenden Vorridtung ab, wie bereits erwähnt. Wenn einmal das Halterungselement in Kolben eingeschmolzen worden ist, kann das Unterbrechen an der geeignetsten Stelle während der nachfolgenden Fertigungsendstufen erfolgen. Es kann daher vorzuziehen sein, die Verstrebung am eigentlichen Ende des Fertigungsvorgangs, d.h. nach der Gasfüllung und dem "endgültigen Verschliessen des Kolbens zu unterbrechen.

Obwohl das Halterungselement aus Drähten hergestellt werden kann, ist es vorzuziehen, dieses aus Blech herzustellen. Ein Blechzuschnitt kann durch verschiedene Verfahren., beispielsweise durch Pressen, Stanzen, Photoätzung und Funkenerosion, so geformt werden, daß die Finger und die Verstrebung erhalten wird.

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Bei dem nachfolgend näherbeschriebenen besonderen Beispiel handelt es sich um eine Lampe, bei welcher der Kolben entweder unmittelbar an den Fingern des Halterungselements oder an zwischenliegenden Molybdänfolien, die mit den Fingern verschweißt sind, mit einem Quetschfuß versehen wird. Molybdänfolien dienen als Zwischenstücke zwischen den Fingern und gesonderten Zuführungsleitern und sind vorgesehen, um die Bildung zuverlässiger Abdichtungen mit dem Kolben zu unterstützen.

Wenn keine Molybdänfolien und gesonderte Zuführungsleiter verwendet werden sollen, werden die Finger so ausreichend lang gemacht, daß sie aus dem Quetschfuß nach aussen herausragen. In diesem Falle kann es wünschenswert sein, das Halterungselement so zu formen, daß die äusseren Enden der Finger ferner mit einer Querversteif ungsstrebe versehen sind. Diese Strebe trägt dazu bei, sicherzustellen, daß die äusseren Enden der Finger vor und beim Einschmelzen genau zueinander angeordnet bleiben. Die Versteifungsstrebe wird nach dem Abdichten abgeschnitten.

Die Erfindung kann auch auf die Herstellung solcher Lampen, wie Einfachwendel- und Doppelwendel-Fahrzeuglampen, GLS-Lampen, Glühfadenlampeη mit Monoplan-Anordnung für Projektionsgeräte u. dgl. sowie andere glasverkapselte Vorrichtungen gerichtet werden.

Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beispielsweise näher beschrieben und zwar zeigen:

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Fig, 1 eine Draufsicht einer Glühfadenhalterung vor dem Einschmelzen in einen Kolben bei der Herstellung einer erfindungsgemässen Lampe und

Fig. 2 eine schaubildliche Ansicht einer vollständigen Lampe.

Die in Fig. 2 gezeigte vollständige Lampe 10 ist eine Doppelfaden-Wolframhalogen-Fahrzeugscheinwerferlampe von der als "Hi)-" bekannten Bauart. Die Lampe 10 hat einen röhrenförmigen Kolben 11 von hohem Quarzgehalt, der an seinen entgegengesetzten Enden abgeschmolzen ist und eine herkömmliche Gasfüllung mit einem Halogen enthält. Innerhalb des Kolbens 11 befinden sich zwei Fäden 12, 13 und ein Reflektor oder Schirm 14. Die Fäden 12, 13 und der Schirm 14 werden von einer Blechhalterung getragen, die allgemein mit 16 bezeichnet ist. Die Halterung 16 weist drei gesonderte Finger bzw. Zweige 17, 18 und 19 auf. Die Zweige 17, 18 und }.9 bilden Stromleiter, von denen jeder an einer dünnen Molybdänfolie 20 befestigt ist, um welche der Kolben zur Bildung einer hermetischen Abdichtung herumgequetscht ist. Die Folien 20 sind mit Blechansätzen 22 versehen, die sich von dem Quetschfuß zur Verbindung mit entsprechendenKontakten eines Lampensockels (nicht gezeigt) nach aussen erstrecken.

Die Halterung 16 wird aus einem Metall hergestellt, das der Betriebstemperatur innerhalb der Lampe 10 standhalten kann. Es kann ein hochschmelzendes Metall, wie Molybdän gewählt werden. Die Folien 20 können, wenn gewünscht, weggelassen werden, in welchem Falle die Zweige 17, 18 und 19 verlängert werden, wie durch die strichpunktierten Linien in Fig. 1 angegeben, um die Ansätze 22 zu bilden.

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Es kann notwendig sein, die Dicke der Zweige 17, 18 und 19 örtlich im Bereich des Quetschfußes 2 3 zu verringern, um eine mechanisch zufriedenstellende Abdichtung bei erhöhten Temperaturen sicherzustellen.

Die Halterung 16 ist in Fig. 1 mit näheren Einzelheiten dargestellt und wird durch einen geeigneten Arbeitsvorgang, beispielsweise durch Stanzen oder Photoätzung eines Molybdänblechrohlings geformt. Wie gezeigt, sind die Finger oder Zweige 17, 18 und 19 zwischen ihren Enden durch Querverstrebungsteile 31 und 32 miteinander verbunden.

Nachdem die Halterung 16 aus dem Blechzuschnitt ausgestanzt oder photogeätzt worden ist, werden als nächster Schritt bei der Herstellung der Lampe 10 die Fäden 12, 13 und der Schirm 14 an der Halterung 16 angebracht. Der Schirm 14 ist ein tiefgezogener oder schalenförmiger Napf, der an einem streifenförmigen Halter 34 aus Molyfedän, beispielsweise durch Punktschweissen, befestigt worden ist. Das eine Ende des Fadens 12 ist an dem Zweig 17 durch ein Glied 35 befestigt und mit diesem elektrisch verbunden, das eine Zunge (nicht gezeigt) aufweist. Das andere Ende des Glühfadens 12 ist an dem Zweig 18 an dessen freiem Ende durch eine weitere Zunge 3 6 befestigt, die so umgebogen wird, daß sie das Ende des Fadens 12 erfaßt. Der Faden 13 wird zwischen der Halterung 34 jund dem freien Ende des Zweiges 19 in ähnlicher Weise befestigt, d.h. durch Umbiegen von Zungen 37, um die Enden des Fadens 13 zu erfassen.

Die Folien 20 und die Ansätze 22 werden dann an den Enden 38 der Zweige 17, 18 und 19 durch Schweissen befestigt. Hiermit ist die Herstellung der Halterungs- und

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Fadenbaugruppe abgeschlossen, die nun zum Einsetzen in den Röhrenkolben 11 bereit ist. Nach dem Ausfluchten der eingesetzten Baugruppe mit der Mittelachse des Röhrenkolbens 11 wird der Quetschfuß 23 in der üblichen Weise hergestellt. Bei dieser Fertigungsstufe ist der Röhrenkolben 11 an seinem entgegengesetzten Ende HO offen, das an ein Absaugrohr (nicht gezeigt) angeschlossen wird. Das Absaugrohr wird dann mit einer Pumpmaschine verbunden, worauf die Luft aus der Röhre 11 abgesaugt wird. Hierauf wird die Röhre mit einem geeigneten Gas, z.B. Argon, gespült und gefüllt. Das Absaugrohr wird sodann abgeschmolzen, so daß die Absaugspitze bleibt, die an dem Ende 40 des Kolbens 11 bleibt.

Nachdem der Röhrenkolben 11 gasgefüllt und abgeschmolzen worden ist, können die letzten Fertigungsstufen durchgeführt werden. Zu diesen Stufen gehört das Anbringen eines LampensockeIs (nicht gezeigt) am Quetschfuß 23 und die elektrische Isolierung der Finger oder Zweige 17, 18 und, 19 voneinander. Die Zweige 17, 18 und 19 werden voneinander dadurch isoliert, daß die Querverstrebungsteile 31, 32 abgetrennt oder gebrochen werden. Ein Lasergerät, das sich für diesen Vorgang als geeignet erwiesen hat, liefert einen Infrarotstrahlungsimpuls (1,06 Mikron Wellenlänge), der zwischen 500 Mikrosekunden und einer Millisekunde dauert und eine Energie von etwa 20 Joules hat. Diese Strahlung wird von dem Lasergerät in Form eines genau parallelen Strahls zugeführt und durch eine Linse oder Linsen auf einen annähernd elliptischen oder rechteckigen Fleck auf jedem der Verstrebungsteile fokussiert, der bei H2 in Fig. 2 gezeigt ist, was eine Unterbrechung von etwa l/t - 1/2 mm Breite zur Folge hat„

Natürlich kann eine ähnliche Unterbrechung durch eine Anzahl

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aufeinanderfolgender kreisförmig fokussierter Flecke gebildet werden, deren Abstand voneinander weniger als ein Lochdurchmesser von dem vorangehenden beträgt. Alle Verstrebungen können miteinander durch die Verwendung optischer Elemente unterbrochen werden, welche den einfallenden Laserstrahl in die erforderliche Anzahl von Teilen unterteilen und jeden Teil auf die entsprechende Verstrebung fokussieren. Es wurde festgestellt, daß keine Schädigung des Kolbens 11 eintritt, wenn darauf geachtet wird, daß der Strahl nicht auf den Kolben fokuss iert wird.

Es ist unwesentlich, bei welcher' Fertigungsstufe die Zweige 17, 18 und 19 voneinander isoliert werden, vorausgesetzt, daß dies nach dem Einschmelzen der Halterungsund Fadenanordnung in den Kolben 11 geschieht. Es wurde festgestellt^ daß der Betrieb der Lampe durch die Verdampfung des Bleches bei der Bildung der Spalte 4 2 nicht nachteilig beeinflußt wird.

Wie erwähnt, können die Folien 20 und Ansätze 22 zur Vereinfachung weggelassen werden, in welchem Falle die Zweige 17, 18 und 19 verlängert werden, wie durch strichpunktierte Linien gezeigt. Zweckmässig wird an den Enden der Zweige eine zusätzliche Querverstrebung bzw. -Brücke 45 angebracht, um die Halterung 16 zu verstärken, damit sie sicher gehandhabt werden kann. Die Verstrebung 45 wird bis nach dem Einschmelzen der Halterungs- und Fadenanordnung in den Kolben 11 aufrechterhalten. Sodann wird die Verstrebung 45 von den Zweigen 17, 18 und 19 längs der Linie 46 abgetrennt.

Patentansprüche:

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Claims

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Patentansprüche

I.) Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Vorrichtung mit einem einschliessenden Kolben, bei welchem eine mehrfingerige metallische Halterung hergestellt und die Bauelemente der Vorrichtung an dieser befestigt werden, worauf die Halterung und die.an dieser befestigten B-auelemente in einem umschliessenden Kolben eingeschmolzen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger der Halterung durch Querstreben miteinander verbunden werden, die nach dem Einschmelzen in den Kolben 11 unterbrochen werden, um ausgewählte Finger mechanisch und elektrisch voneinander zu isolieren, welches Brechen dadurch geschieht, daß ein Strahl aus einem Lasergerät auf die Verstrebungen fokussiert wird.

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung aus einem Blechzuschnitt beispielsweise durch Pressen, Stanzen, Photoätzung oder Funkenerosion geformt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstrebungen, die dem einen Ende der Halterung benachbart sind, die Herausführungsleiter

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aus hochschmelzendem Metall mit den Fingerenden benachbart den Verstrebungen verschweißt werden und der Kolben an den Folien mit einem Quetschfuß versehen wird.

4, Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger zusätzlich miteinander durch eine Querbrücke an dem einen Ende der Halterung verbunden werden, wobei der Kolben an der Halterung mit der Brücke ausserhalb des Kolbens abgeschmolzen wird und die Brücke nachfolgend entfernt wird.

5. Elektrische Vorrichtung, beispielsweise eine Doppelwendel-Wolframhalogen-Kraftfahrzeuglampe, die nach dem in den Ansprüchen 1-4 gekennzeichneten Verfahren hergestellt worden ist.

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