DE2634980B2

DE2634980B2 - An Halterungen befestigbarer Strahler mit von Sockelhülsen umgebenen kantigen Quetschungen sowie Verfahren und Vorrichtung zum Verbinden der Quetschungen des Strahlers mit den Sockelhülsen

Info

Publication number: DE2634980B2
Application number: DE2634980A
Authority: DE
Inventors: Joachim 6454 Bruchkoebel Scherzer
Original assignee: Original Hanau Quarzlampen GmbH
Current assignee: Original Hanau Quarzlampen GmbH
Priority date: 1976-08-04
Filing date: 1976-08-04
Publication date: 1978-05-24
Also published as: GB1530254A; US4171499A; DE2634980C3; DE2634980A1; NL7705761A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen an Halterungen befestigbaren Strahler mit von Sockelhülsen umgebenen kantigen Quetschungen, die jeweils eine Stromzuführung umschließen und deren Kanten sowie an die Kanten angrenzenden Bereiche in die Innenwand einer mit einer zylindrischen Außenfläche versehenen, aus Isolierstoff bestehenden Sockelhülse eingreifen, die unter Freilassung eines Hohlraumes für eine mit der Stromzuführung verbundene Anschlußlitze die Quetschung zumindest an und in der Nähe deren Stirnseite umgibt, sowie auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verbinden der Quetschungen des Strahlers mit den Sockelhülsen.

Ein Strahler der vorstehend beschriebenen Gattung ist bereits bekannt (DT-AS 11 65 166). Die Schmalseiten der Quetschungen weisen bei diesem Strahler eine runde, mit Gewindegängen versehene Form auf. Auf die jeweilige Quetschung ist eine Sockelhülse mit ihrer zentrischen Gewindebohrung aufgeschraubt.

Es ist weiterhin eine Anschlußeinrichtung für Leuchtröhren bekannt, die Isoliermuffen enthält, die über den Quetschungen der Röhrenenden angeordnet sind. Innerhalb des von den Isoliermuffen eingeschlossenen Hohlraumes befinden sich neben den Quetschungen

J5 die Litzen und das an diese angeschlossene Kabelende.

Der Hohlraum ist mit einem aushärtbaren Kunstharz gefüllt, das über einen Einfüllstutzen der jeweiligen Isoliermuffe zugeführt wird (DT-Gbm 70 00 992).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen an Halterungen befestigbaren Strahler der eingangs erwähnten Gattung dahingehend weiterzuentwickeln, daß ohne eine für die Verwendung bekannter Befestigungsmaßnahmen erforderliche Formgebung der Quetschungen eine feste Zug-, Torsions- und Biegebeanspruchungen standhaltende Verbindung zwischen den Quetschungen und einfach ausgebildeten Sockelhülsen möglich ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Kanten sowie beiderseits an die Kanten angrenzende Abschnitte der Quetschungen in Vertiefungen der Innenwände der Sockelhülsen eingeprägt sind, deren Form derjenigen der Kanten und der beiderseits an sie angrenzenden Abschnitte entspricht und die sich in axialer Richtung der Sockelhülsen unter Ausrichtung auf die Halterungen für den Strahler erstrecken, wobei die Länge der Vertiefungen durch den Abstand der Halterungen festgelegt ist. Durch diese Anpassung der Form eines Teils der Innenwand der jeweiligen Sockelhülse an die Kanten und der an diese

feo angrenzenden Abschnitte der Quetschung wird die Hülse gegen Verdrehungen gesichert. Eine auf die bekannte Art mit einer Quetschung verschraubte Sockelhülse kann sich demgegenüber bei Torsionsbeanspruchungen lösen. Bei der vorstehend erwähnten

h^r> Anordnung treten zwischen der Sockelhülse und der Glaswand hinreichend große Adhäsionskräfte auf, die eine Verschiebung in axialer Richtung der Hülse verhindern. Der feste Sitz der Hülse bleibt auch bei

höheren Temperaturen bestehen, wie sie z. B. von den mit großer Leistung betriebenen Hellstrahlern hervorgerufen werden. Die Quetschungen können ohne ein aufwendiges, mit Gewindlegängen versehenes Formwerkzeug hergestellt werden. An die Toleranzen der Abmessungen der Quetschungen werden keine so hohen Anforderungen gestellt wie bei mit Gewindegängen ausgestatteten Quetschungen. Auch hierdurch laßt sich eine wirtschaftlichere Fertigung erreichen. Da die Sockelhülsen keine Gewindegänge aufweisen, lassen sich Einsparungen bei der Herstellung eines Formwerkzeugs für die Sockelhülsen erzielen. Mit der oben erläuterten Anordnung werden auch die bei Glaskörpern mit Schraubengängen auftretenden Schwierigkeiten vermieden, die darin zu sehen sind, daß bei weiten Maßtoleranzen ein leichtes Aufschrauben der Hülse auf Kosten eines festen Sitzes erreichbar ist, während bei engen Maßtoleranzen zwar ein fester Sitz herstellbar ist, der jedoch größere Kräfte beim Aufschrauben der Hülsen bedingt. Durch diese Kräfte werden in den Quetschungen Torsionsbeanspruchungen hervorgerufen, die zu einer Zerstörung führen können.

Vorzugsweise kann der Durchmesser des zylindrischen Teils des Hohlraums der Sockelhülsen kleiner als die große Seite des Vierkantquerschnitts der Quetschung und größer als die kleine Seite des Querschnitts sein. Bei dieser Anordnung ergeben sich ausreichend große Berührungsflächen zwischen den Glaswänden und den Hülseninnenwänden nach dem Zusammenfügen, während zugleich ein Raum für die Anschlußlitzen zwischen den großen Seitenwänden der Quetschungen und einem nicht verformten Wandabschnitt der Hülsen zur Verfügung steht.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung können die Sockelhülsen aus einem Kunststoff bestehen, der bis zu Temperaturen von etwa 26O⁰C formbeständig ist. Diese Hülsen eignen sich besonders für Infrarot-Hellstrahler von größerer Leistung, bei denen auch die Quetschungen stärker aufgeheizt werden.

Vorzugsweise können die Sockelhülsen aus einem PFA-Fluorkunststoff bestehen. Derartige Kunststoffe haben gute elektrische Isolationseigenschaften und einen kleinen Wärmeausdehnungskoeffizienten. Sie sind ferner beim Erhitzen auf eine entsprechend hohe Temperatur plastisch verformbar.

Die Sockelhülsen können zweckmäßigerweise im Spritzgußverfahren hergestellt sein.

Ein Verfahren zum Verbinden der Quetschungen des Strahlers mit den Sockelhülsen besteht darin, daß die Sockelhülsen auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der die Sockelhülsen plastisch verformbar sind und die kleiner als die Schmelztemperatur der Sockelhülsen ist, daß die Quetschungen des Strahlers auf eine Temperatur erhitzt werden, die größer als die Schmelztemperatur der Sockelhülsen ist, und daß nach dem Erhitzen auf diese Temperaturen die Quetschungen in die Sockelhülsen eingeschoben werden.

Das Erhitzen einer Quetschung und der zugeordneten Sockelhülse findet vorzugsweise gleichzeitig statt. Das Verfahren zum Verbinden eines Anschlußendes mit einer Hülse umfaßt somit nur wenige Schritte, die einfach auszuführen sind und wenig Zeit beanspruchen.

Bei einer günstigen Ausgestaltung des Verfahrens können die Sockelhülsen auf 230 bis 250⁰C und die Quetschungen des Strahlers auf 350 bis 400° C erhitzt werden. Wenn die Glaswände der Quetschungen beim Einschieben in die Hülsen die Innenwände berühren, schmilzt der Kunststoff in der Umgebung der Berührungsstellen. Durch den Schmelzfluß wird nach der Erstarrung eine feste Verbindung zwischen der jeweiligen Hülse und der Wand der Quetschung hergestellt. Das Einschieben der Quetschung erfordert zudem nur eine geringe Kraft.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ist derart ausgebildet, daß ein .aufheizbarer Metallblock mit einer den Außenformen der Sockelhülse angepaßten Ausnehmung vorgesehen

lu ist, in die eine Sockelhülse einsetzbar ist, daß der Strahler in einer verschiebbaren Halterung befestigbar und in seiner Axialrichtung gegen die Sockelhülse im Metallblocfc beweglich ist und daß oberhalb der öffnung der Ausnehmung des Metallblocks eine Heizstation für das Aufheizen der Quetschung des Strahlers angeordnet ist

Der konstruktive Aufwand für diese Vorrichtung ist gering. Mit der Vorrichtung lassen sich die Sockelhülsen einfach und genau auf den Quetschungen zentrieren.

Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Vorrichtung kann in der Heizstation ein Brenner vorgesehen sein, wobei die von der Stirnfläche der Quetschung nach hinten umgebogene AnschlußJitze auf derjenigen Seite der Quetschung verläuft, die der Flamme des Brenners abgewandi νΛ. Mit dieser Anordnung wird gewährleistet, daß der die Anschlußlitze umgebende Isolierschlauch beim Erhitzen der Quetschung nicht auf unzulässig hohe Temperaturen aufgeheizt wird.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in

M) einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Infrarot-Hellstrahlers mit an den Quetschungen angeordneten Sockelhülsen aus Isolierstoff,

J5 Fig.2 einen Längsschnitt durch eine von einer Sockelhülse umgebene Quetschung des Infrarot-Hellstrahlers,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linien I-I der in F i g. 2 dargestellten Anordnung,

■tu Fig.4 eine Vorrichtung zum Verbinden der Quetschungen des Infrarot-Hellstrahlers mit den Sockelhülsen.

Ein Infrarot-Hellstrahler 10 weist einen länglichen Körper 12 aus Quarzglas auf, in dem sich eine Glühwendel 14 befindet. Der Glaskörper 12 läuft in zwei vierkantigen Anschlußenden 16 aus, den sogenannten Quetschungen, die durch Zusammendrücken des Glaskörpers gebildet werden. Im Innern der Quetschungen 16 befinden sich als Stromleiter Metall-Dichtungsfolien 18, die einerseits an die Glühwendel 14 und andererseits mit ihren aus den Quetschungen herausragenden Teilen an Litzen 20 angeschlossen sind, über die der Strom dem Hellstrahler 10 zugeführt wird. Die Litzen 20 sind von Schläuchen 22 aus Isoliermaterial umgeben.

An den Quetschungen 16 sind Sockelhülsen 24 aus einem elektrisch isolierenden Stoff befestigt Die Sockelhülsen 24 dienen einerseits zur Isolation der aus den Quetschungen 16 ragenden Abschnitte der Dichtungsfolien 18 sowie der blanken Teile der Litzen 20 und

bo andererseits zur Halterung des Hellstrahlers 10 in nicht dargestellten Halterungen von Geräten, z.B. von Fotol'.opiergeräten. Die Litzen 20 sind an den Stirnseiten der Quetschungen 16 umgebogen und verlaufen irn Innern der Sockelhülsen 24 entlang den

Hi Glaswänden der Quetschungen bis zu den öffnungen der Sockelhülsen 24. Die Sockelhülsen 24 weisen eine zylindrische Außenfläche auf und sind innen hohl. Auf einer Stirnseite der Sockeihülsen 24 ist eine Öffnung 26

vorhanden.

Die Sockelhülsen 24 bestehen aus einem PFA-Fluorkunststoff. Hergestellt werden die Sockelhülsen 24 nach dem Spritzgußverfahren. Die Sockelhülsen sind somit bis zu Temperaturen von 260⁰C formbeständig.

Die Sockelhülsen 24 werden mit zylindrischen Hohlräumen hergestellt. Die Durchmesser der Hohlzylinder sind so bemessen, daß sie kleiner als die große Seite des Vierkantquerschnitts der Quetschungen 16 und größer als die kleine Seite des Querschnitts sind.

Die Kanten 28 und die an die Kanten 28 angrenzenden Abschnitte der Quetschungen 16 sind in die Innenwände 30 der Sockelhülsen 24 eingeprägt. Das Einprägen geschieht im plastisch verformbaren Zustand der Innenwände der Sockelhülsen 24 bei unveränderter zylindrischer Außenform. Aufgrund der rechteckigen Querschnittsform der Quetschungen 16 berühren die Kanten 28 sowie deren benachbarte Abschnitte die Innenwände der Sockelhülse 24. Zwischen der schmalen Längswand der Quetschungen 16 und den Innenwänden 30 bleibt ein Raum frei, in dem die von den Isolierschläuchen 22 umgebenen Anschlußlitzen 20 verlaufen. Die beiden Sockelhülsen 24 an dem Hellstrahler 10 sind axial auf die Halterungen in den jeweiligen Geräten ausgerichtet, für die die Hellstrahler 10 verwendet werden. Die Tiefe der Einprägung der Quetschungen 16 in den Sockelhülsen 24 ist durch den Abstand zwischen den Halterungen festgelegt. Die Einprägung erstreckt sich nicht bis zum Boden der jeweiligen Sockelhülse 24. Deshalb verbleibt zwischen der Stirnfläche der Quetschung 16 und dem Boden der Sockelhülse 24 ein freier Raum 32, in den das Ende der Metall-Dichtungsfolie 18 ragt, an der wiederum das Ende der Litze 20, beispielsweise durch Anschweißen, befestigt ist.

Durch die Anpassung der jeweiligen Innenwand 30 an die Form der Kanten 28 wird eine gegen Verdrehung sichere Verbindung zwischen Quetschung 16 und Sockelhülse 24 erzielt. Zwischen den Kanten 28 und den angrenzenden Glasflächen der Quetschung 16 und der Hülse 24 herrschen weiterhin große Adhäsionskräfte. Dadurch wird ein absolut fester Sitz der Hülsen 24 auf den Enden 16 des Hellstrahlers 10 erreicht.

Die Hülsen 24 weisen ferner eine gewisse Elastizität auf. Die Bruchgefahr bei der Handhabung, insbesondere beim Einbau der Hellstrahler 10 in die Halterungen wird deshalb vermindert.

Die Sockelhülsen 24 lassen sich ohne Verwendung von Kitt an den Quetschungen 16 in der durch die Halterungen der Einsatzgeräte festgelegten Stellung befestigen. Das Einprägen der Kanten 28 in die Innenwände 30 erfolgt durch Einschieben der Quetschungen 16 in die Sockelhülsen 24. Dies kann in kurzer Zeit geschehen. Im Vergleich zu der mittels Kitt vorgenommenen Befestigung zwischen Hellstrahlern und Sockelhülsen ergibt sich beim Einsatz der vorstehend beschriebenen Maßnahmen für das Verbinden von Hellstrahlern und Hülsen eine wesentliche Zeitersparnis. Die Zeitersparnis ergibt durch die oben beschriebenen Maßnahmen ein Verhältnis von 4:1.

Zur Herstellung der Verbindung zwischen Hellstrahler 10 und Sockelhülsen 24 wird der Hellstrahler 10 an einer Quetschung 16 zunächst auf eine Temperatur erhitzt, die über der Schmelztemperatur des Materials der Sockelhülsen 24 liegt. Bei der Verwendung von Sockelhülsen 24 aus PFA-Fluorkunststoffen beträgt die Temperatur vorzugsweise 350 bis 400⁰C. Gleichzeitig mit der Quetschung 16 wird auch eine Sockelhülse 24 erhitzt. Die Endlemperatur der Sockelhülse 24 ist so groß, daß sich die Hülse 24 plastisch verformen läßt. Sie liej;t aber unterhalb der Schmelztemperatur der Sockelhülsen 24. Wenn die Sockelhülsen 24 aus PFA-Fluorkunststoff hergestellt sind, wird die entsprechende Hülse 24 vorzugsweise auf 230° bis 250⁰C erhitzt. In einem anschließenden Verfahrensschritt wird die Quetschung 16 in der durch die Halterung bestimmten Ausrichtung und Tiefe in die Sockelhülse 24

ίο eingeschoben. Bei der Berührung zwischen dem heißen Glaskörper an den Kanten 28 und der Innenwand 30 der Hülse schmilzt das Material und wird von den Kanten zur Seite geschoben. Dadurch entstehen Wülste 34, durch die eine Vergrößerung der Berührungsflächen zwischen Quetschung 16 und Hülse 24 erreicht wird.

Nach der Abkühlung der Quetschung 16 und der Sockelhülse 24 sitzt diese fest und genau auf den Glaswänden der Quetschung 16. Es genügt bereits eine Abkühlung der Glaswände auf Werte, die unterhalb der Schmelztemperatur der Hülse 24 liegen. Um den Zeitraum für die Herstellung zu vermindern, kann danach bei noch heißem Ende 16 und der damit verbundenen Hülse 24 das oben beschriebene Verfahren zur Befestigung einer Hülse 24 auf der anderen Quetschung 16 des Hellstrahlers 10 erneut ausgeführt werden.

Das Verfahren zur Herstellung der Verbindung zwischen den Quetschungen 16 eines Hellstrahlers 10 und den Sockelhülsen 24 umfaßt somit nur wenige,

in einfache Schritte.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des oben erliiulerten Verfahrens enthält einen aufheizbaren Metallbiock 36, in dem eine Ausnehmung 38 vorhanden ist, deren Wände der Außenform der Sockelhülsen 24 angepaßt sind. Durch das Einsetzen einer Sockelhülse 24 in die Ausnehmung 38 wird die Hülse 24 in ihrer Stellung daher genau fixiert. Der Metallblock 36 kann z. Ef. elektrisch mittels nicht dargestellter Heizleiter erhitzt werden.

ίο Am Metallblock 36 ist eine Führungsstange 40 befestigt, deren Mittelachse parallel zu der Mittelachse der in die Ausnehmung 38 eingesetzten Sockelhülse 24 verläuft. Längs der Führungsstange 40 ist eine Halterung 42 verschiebbar angeordnet. In der Halterung 42 kann der längliche Glaskörper 12 eines Hellstrahlers 10 mittels nicht dargestellter Befestigungsmittel eingespannt werden. Die Befestigungsmittel sind so angeordnet, daß die Mittellinie des durch Quetschung hergestellten Anschlußendes 16 beim Einschieben in die

so Ausnehmung 38 mit der Mittellinie der eingesetzten Hülse 24 übereinstimmt.

Oberhalb der öffnung der Ausnehmung 38 befindet sich eine Heizstation, die einen Brenner 44 enthält, dessen Flamme die Quetschung 16 auf die oben

Yt erwähnte Temperatur erhitzt. Die Litze 20 ist nach derjenigen Seite der Quetschung umgebogen, die der Flamme des Brenners 44 abgewandt ist.

Wenn die Quetschung 16 und die Sockelhülse 24 auf die oben erwähnten Temperaturen erhitzt sind, wird die

i.ii Quetschung 16 durch das Antreiben der Halterung 42 in die Sockelhülse 24 eingeschoben.

Der Antrieb für die Halterung 24 kann aus in Längsrichtung der Führungsstange 40 angeordneten Zähnen bestehen, in die ein nicht dargestelltes Zahnrad

ι.'· eingreift, das über eine Welle 48 mit einem Drehknopf 50 verbunden ist.

Die Eintauchtiefe der Quetschung 16 in die Ausnehmung 38 läßt sich mittels eines an der Führungsstange

40 befestigbaren Anschlags einstellen. Der Abstand zwischen der Stirnfläche deir Quetschung 16 und einem Bezugspunkt, beispielsweise der dem Block 36 zugewandten Halterebene, ist dabei in bezug auf die Stellung des Anschlags festzulegen. Die oben eingehend erläuterte Verbindung von

Sockelhülsen auf Quetschungen 16 ist besonders für Infrarot-Hellstrahler von großer Leistung geeignet, die stark ausgebildete Quetschungen 16 aufweisen, die sich im Betrieb auf hohe Temperaturen aufheizen. Die Verbindung kann aber auch bei anderen Strahlern, z. B. Gasentladungslampen, eingesetzt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. An Halterungen befestigbarer Strahier mit von Sockelhülsen umgebenen kantigen Quetschungen, die jeweils eine Stromzuführung umschließen und deren Kanten sowie an die Kanten angrenzende Bereiche in die Innenwand einer mit einer zylindrischen Außenfläche versehenen, aus Isolierstoff bestehenden Sockelhülse eingreifen, die unter Freilassung eines Hohlraums für eine mit der Stromzuführung verbundene Anschlußlitze die Quetschung zumindest an und in der Nähe deren Stirnseite umgibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (28) sowie beiderseits an die Kanten angrenzende Abschnitte der Quetschungen (16) in Vertiefungen der Innenwände der Sockelhülsen (24) eingeprägt sind, deren Form derjenigen der Kanien (28) und der beiderseits an sie angrenzenden Abschnitte entspricht und die sich in axialer Richtung der Sockelhülsen (24) unter Ausrichtung auf die Halterungen für den Strahler (10) erstrecken, wobei die Länge der Vertiefungen durch den Abstand der Halterungen festgelegt ist.

2. Strahler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des zylindrischen Teils des Hohlraums der Sockelhülsen (24) kleiner als die große Seite des Vierkantquerschnitts der Quetschung (16) und größer als die kleine Seite des Querschnitts ist.

3. Strahler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockelhülsen (24) aus einem Kunststoff bestehen, der bis zu Temperaturen von etwa 260°C formbeständig ist.

4. Strahler nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockelhülsen (24) aus einem PFA-Fluorkunststoff bestehen.

5. Strahler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockelhülsen (24) im Spritzgußverfahren hergestellt sind.

6. Verfahren zum Verbinden der Quetschungen des Strahlers mit den Sockelhülsen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockelhülsen (24) auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der die Sockelhülsen plastisch verformbar sind und die kleiner als die Schmelztemperatur der Sockelhülsen ist, daß die Quetschungen (16) des Strahlers (10) auf eine Temperatur erhitzt werden, die größer als die Schmelztemperatur der Sockelhülsen (24) ist, und daß nach dem Erhitzen auf diese Temperaturen die Quetschungen (16) in die Sockelhülsen (24) eingeschoben werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sockelhülsen auf 230 bis 250° C und die Quetschungen (16) des Strahlers (10) auf 350 bis 400° C erhitzt werden.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein aufheizbarer Metallblock (36) mit einer den Außenformen der Sockelhülse angepaßten Ausnehmung (38) vorgesehen ist, in die eine Sockelhülse einsetzbar ist, daß der Strahler (10) in einer verschiebbarer Halterung (42) befestigbar und in seiner Axialrichtung gegen die Sockelhülse (24) im Metallblock (36) beweglich ist und daß oberhalb der Öffnung der Ausnehmung (38) des Metallblocks (36) eine Heizstation für das Aufheizen der Quetschung (16) des Strahlers (10) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Heizstalion ein Brenner (44) vorgesehen ist und daß die von der Stirnfläche der Quetschung (16) nach hinten umgebogene Anschlußlitze (20, 22) auf derjenigen Seite der Quetschung (IS) verläuft, die der Flamme des Brenners (44) abgewandt ist.