DE3442362A1

DE3442362A1 - Vorrichtung zur herstellung zeitlich aufeinanderfolgender verbindungen zwischen den hohlraeumen von lampenglaskolben und druckquellen fuer gase und/oder vakuumquellen

Info

Publication number: DE3442362A1
Application number: DE19843442362
Authority: DE
Inventors: Lothar Dipl.-Ing. 1000 Berlin Vollmer
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1984-11-20
Filing date: 1984-11-20
Publication date: 1986-05-22
Also published as: EP0182359B1; US4666416A; EP0182359A2; EP0182359A3; DE3581892D1; JPS61173449A

Description

Patent-Treuhand-Gesell schaft
für elektrische

Glühlampen mbH München, 20. November 1984

8000 München 90 e-ks 14 613

Vorrichtung zur Herstellung zeitlich aufeinanderfolgender

Verbindungen zwischen den Hohlräumen von
Lampenglaskolben und Druckquellen für Gase
und/oder Vakuumquellen

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung zeitlich aufeinanderfolgender Verbindungen zwischen den Hohlräumen von Lampenglaskolben und Druckquellen für Gase und/oder Vakuumquellen in einer Reihenfolge, die für die Erzeugung des zum Lampenbetrieb vorgesehenen Hohlraumzustands notwendig ist, wobei die Druckquellen und/oder die Vakuumquellen mit Kanälen in einem ortsfesten Unterschieber eines Schiebersystems verbunden sind, das einen gegenüber dem Unterschieber drehbaren Oberschieber enthält, in dem drehstellungsabhängig den Mündungen der Kanäle im Unterschieber gegenüberstehende Mündungen von Kanälen angeordnet sind, an die die Hohlräume der mit dem Oberschieber drehbaren 5 Lampenglaskolben angeschlossen sind.

Lampenglaskolben, z.B. für Glühlampen, sind in einem bestimmten Stadium des Herstellungsverfahrens mit stengelartig abstehenden hohlen Glasröhren verbunden, über die die Hohlräume zugänglich sind. Derartige Lampenglaskolben werden auch als "Stengel 1ampen" bezeichnet. Auf sogenannten Pumpmaschinen werden die Hohlräume der "Stengel 1ampen" in den für den späteren Betrieb der

Lampen vorgesehenen Zustand gebracht. Falls der Hohlraum 35

evakuiert sein muß, werden die Stengel 1ampen an eine Vakuumquelle angeschlossen. Danach werden die Stengel abgeschmolzen oder abgequetscht. Wenn die Hohlräume mit einem bestimmten Gas gefüllt sein müssen, werden sie einem Pump-Spülzyklus unterworfen und danach mit dem Gas unter einem bestimmten Druck gefüllt, bevor die Stengel abgeschmolzen oder abgequetscht werden. Die Pumpmaschinen sind mit Vorrichtungen ausgerüstet, die Venti 1 funktionen ausführen. Diese Vorrichtungen werden als Schiebersysteme bezeichnet, die je einen Unterschieber (auch Verteiler oder Stator genannt) und einen Oberschieber (auch Läufer oder Rotor genannt) aufweisen. Die Schiebersysteme ermöglichen das Abpumpen bzw. Spülen und Füllen der "Stengel 1ampen" in einer von der Anordnung der Mündungen der Kanäle im Unterschieber abhängigen Reihenfolge. Der Ober- und der Unterschieber bestehen jeweils aus einem Stahlring, der in den die Mündungen der Kanäle umgebenden Oberflächenbereichen plan ausgebildet ist.

Während des Spülens, Füllens und Evakuierens des Hohlraums des jeweiligen Glaskolbens stehen sich die entsprechenden Kanäle im Ober- und Unterschieber gegenüber. Zumindest während der Umschaltung auf andere Kanäle dreht sich der Oberschieber gegenüber dem Unterschieber. Es ist jedoch auch möglich, den Oberschieber kontinuierlich zu drehen, wobei sich die Mündungen der Kanäle im Ober- und Unterschieber nur kurzzeitig überdecken.

Zur Abdichtung der sich gegenüberstehenden oder sich kurzzeitig überdeckenden Mündungen der Kanäle sind die Gleitflächen des Ober- und Unterschiebers mit einem Ölfilm überzogen. Zugleich wird damit die Reibung zwischen Ober- und Unterschieber vermindert.

Die Stengel der "Stengellampen" ragen in Halter, die je 35

von einem zylindrischen Gehäuse, dem sog. "Pumpstutzen" umgeben sind. Dieser Pumpstutzen ist über Leitungen für das jeweilige Spül- oder Füllgas bzw. für Vakuum mit den

entsprechenden Kanälen im Oberschieber verbunden.
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Bei den ölabgedichteten Schiebern kann das Öl des Dichtfilms insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten der Spül- und Füllgase bzw. beim Ausblasen, dem sogenannten "Sauberblasen" von den Gasen mitgerissen werden. Dabei besteht die Gefahr, daß sich Öl in den Stutzen ansammelt. Beim Füllen der "Stengel 1ampen" mit Gas können dann Öldämpfe auftreten, die mit dem Gas in den Hohlraum des Lampenglaskolbens gelangen. Nach dem Abschmelzen oder Abquetschen des Stengels befindet sich in diesem Fall Öl im geschlossenen Hohlraum. Nach dem Einschalten der Lampen können diese Öl einschlüsse die Gefahr des vorzeitigen Ausfalls der Lampen erhöhen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung derart weiterzuentwickeln, daß kein Öl in die Hohlräume der Lampenglaskolben gelangen kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst. Bei der im Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung wird kein Öl mehr zur Schmierung und zur Abdichtung der sich gegenüberstehenden oder sich kurzzeitig überdeckenden Mündungen der Kanäle im Ober- und Unterschieber benötigt. Die Kontrolle des Ölverbrauchs und das Nachfüllen von Öl entfallen. Es ist ferner keine Prüfung der jeweiligen Öl 1 ieferungen auf Beibehaltung der einmal als günstig ausgewählten Konsistenz erforderlich. Daher können die Lampen mit gleichbleibender Qualität hergestellt werden. Es sind keramische Materialien, vorzugsweise aus Zirkondioxid

oder Aluminiumoxid verfügbar, die äußerst verschleißarm sind und mit den gleichen oder anderen Materialien einen niedrigen Reibungskoeffizienten, insbesondere bei gleitender Reibung, aufweisen.
5

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist der mit der Keramikoberfläche versehene Schieber je zwei nahe an seinem äußeren und seinem inneren Rand umlaufende, zum anderen Schieber hin offene Nuten auf, die über Kanäle mit einer Vakuumquelle verbunden sind. Mit dieser Einrichtung werden die zum Spülen und Füllen vorgesehenen Kanäle im Bereich der aufeinander gleitenden Flächen des Ober- und des Unterschiebers vor dem Eindringen von Luft aus der Atmosphäre geschützt. Damit wird auch eine Beeinträchtigung des Inhalts des jeweiligen Lampenkolbens durch unerwünschte Zusätze in den Spül- und Füllgasen vermieden.

Vorzugsweise wird die Keramikoberfläche durch eine Seite 20einer Keramikscheibe gebildet, die mit dem Unterschieber verbunden ist. Die Keramikscheibe ist bei dieser Ausführungsform ebenso wie der Unterschieber ortsfest angeordnet. Für die Verbindungsleitungen zwischen den Nuten in der auf der Keramikscheibe vorhandenen Gleitfläche und 25der Vakuumquelle sind deshalb keine relativ zueinander verschiebbaren Teile abzudichten.

Die Keramikscheibe ist zweckmäßigerweise an eine Stirnseite des Unterschiebers angeklebt. Für die Befestigung 30der Keramikscheibe am Unterschieber ist deshalb kein großer Aufwand erforderlich.

Es ist günstig, an den Böden der Nuten in gleichmäßigen Abständen Öffnungen vozusehen, von denen Kanäle zu Nuten

35im Unterschieber verlaufen, die mit der Vakuumquelle

verbunden sind. Mit dieser Anordnung wird über den gesamten, an die jeweilige Nut angrenzenden Bereich eine besonders gute Dichtwirkung erreicht. Die Nuten im Unterschieber haben zweckmäßigerweise einen größeren Querschnitt als die Nuten in der Keramikscheibe. Hierdurch werden günstigere Strömungsverhältnisse geschaffen, d.h. die über den Spalt zwischen den Gleitflächen der Keramikscheibe und des Oberschiebers in die Nuten gesaugte Luft wird schneller abgezogen.

Es ist vorteilhaft, den Kanal für die Evakuierung des Hohlraums des Lampenglaskolbens zugleich mit dem zentralen Kanal für die Nuten zu verbinden. Der Unterschieber läßt sich hierdurch einfacher aufbauen.

Weitere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines zeichnerisch dargestellten AusfUhrungsbeispiels .

Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Hälfte einer Vorrichtung zur Herstellung zeitlich aufeinanderfolgender Verbindungen zwischen den Hohlräumen von Lampenglaskolben und Druckquellen für Gase sowie Vakuumquel1 en;

Fig. 2 einen zweiten Längsschnitt durch eine Hälfte der Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer anderen Stellung und

Fig. 3 eine Draufsicht und einen Längsschnitt der Kerami kschei be.

Eine Vorrichtung zur Herstellung zeitlich aufeinanderföl -

gender Verbindungen zwischen dem Hohlraum 10 eines Lampenglaskolbens 12 und einer in Fig. 2 schematisch dargestellten Druckquelle 14 für ein Spülgas und einer in Fig. 1 ebenfalls schematisch dargestellten Vakuumquelle 16,17 enthält einen ortsfesten Unterschieber 38, auf dem ein Oberteil 36 drehbar angeordnet ist. Das Oberteil 36, das um eine senkrechte Achse 80 drehbar ist, weist einen Halter 28 auf, den sogenannten "Pumpstutzen", in dem der Stengel 22 des Lampenglaskolbens 12 befestigt ist. In den ο Pumpstutzen münden zwei Leitungen 30,32 ein. Die Leitung 30 ist für die Zufuhr von Spül- oder Füllgas zum Hohlraum 10 vorgesehen. Über die Leitung 32 wird der Hohlraum 10 evakuiert.

Im Unterschieber 38 verlaufen Kanäle 50,52, die je für die Leitung des Spül- oder Füllgases oder für das Vakuum vorgesehen sind. Die Kanäle 50,52 sind jeweils über Rohrleitungen 54,56 mit der Druckquelle 14 für das Spüloder Füllgas und mit der Vakuumquelle 16,17 verbunden.

Die aus dem Lampenglaskolben 12 und dem Stengel 22 bestehende "Stengel 1ampe" wird auf der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung wie folgt bearbeitet:

25Eine erste Art der Bearbeitung besteht darin, den Hohlraum 10 mit Hilfe der Vakuumquelle leerzupumpen und danach den Stengel 22 abzuschmelzen oder abzuquetschen. Dieses Verfahren wird zur Erzeugung von sogenannten Vakuumlampen verwendet. Die zweite Art der Bearbeitung

30besteht in einem Pump-Spülzyklus im Hohlraum 10, an den sich das Füllen des Hohlraums 10 mit einem vorzugsweise inerten Gas anschließt. Danach wird der Stengel 22 abgeschmolzen oder abgequetscht. Die verschiedenen Arbeitsschritte der vorstehend erläuterten Verfahren werden

35in unterschiedlichen Drehstellungen des Oberschiebers 36

ausgeführt. Das Schiebersystem 36,38 stellt hierbei in den jeweiligen Drehstellungen des Oberschiebers 36 die für die einzelnen Verfahrensschritte notwendigen Verbindungen zwischen den Kanälen 50,52 im Unterschieber 38 und den Kanälen 42,43 im Oberschieber 36 her, d.h. das Schiebersystem 36,38 übt eine Ventilfunktion aus. Im Unterschieber 38 endet der Kanal 50 in einer Mündung 58 in der Stirnfläche 60, die der Stirnfläche 46 des Oberschiebers 36 gegenüberliegt und der Kanal 52 in einer Mündung 53 in der Stirnfläche 60, die der Mündung 44 des Kanals 32 in der Stirnfläche 46 des Oberschiebers 36 gegenüberliegt.

Während des Abpumpens des Hohlraums 10 stehen sich die Mündungen der Kanäle 32 und 52 in den Stirnflächen 46,60 gegenüber, sofern das Abpumpen während des Stillstands des Oberschiebers 36 erfolgt. Während eines Spül- bzw. Füllschritts stehen sich die Mündungen 48 und 58 gegenüber. Der Zeitraum, in dem sich die Mündungen gegenüberstehen wird als Rastzeit bezeichnet. Nach Beendigung des Verfahrensschritts wird der Oberschieber 36 weitergedreht, bis sich jeweils andere Mündungen für die Durchführung des nächsten Verfahrensschritts überdecken. Die für das Weiterdrehen benötigte Zeit wird als Schaltzeit bezeichnet. Die Summe aus Rast- und Schaltzeit ergibt die Taktzeit für den jeweiligen Verfahrensschritt. Es ist jedoch auch möglich, deb Oberschieber 36 kontinuierlich zu drehen. In diesem Fall läuft das Abpumpen, Spülen und Füllen während der Überdeckung der Mündungen 48,58 bzw. der Mündungen der Kanäle 32,52 ab.

Der Unterschieber 38 besteht aus einem Ring, z.B. aus Stahl, und einer Scheibe 64 aus Keramik. Die Scheibe ist mit einer Stirnseite 62 des Unterschiebers 38 verbunden.

³^ Die Scheibe 64 aus Keramik ist vorzugsweise an der

Stirnseite 62 angeklebt. Das Keramikmaterial der Scheibe 64 ist äußerst verschleißarm und hat einen geringen Reibungskoeffizienten mit anderen Materialien. Vorzugsweise besteht die Scheibe 64 aus Oxidkeramik. Besonders geeignete Materialien sind Aluminiumoxid oder Zirkonoxid. Die Kanäle 50,52 werden in der Scheibe 64 durch entsprechende Bohrungen, die nicht näher bezeichnet sind, weitergeführt, bis sie in der Stirnfläche 60 münden.

Die Stirnseite 62 hat einen vorspringenden Rand 68, durch den die Scheibe 64 zentriert und gegen seitliche Verschiebung geschützt wird.

In der Scheibe 64 sind jeweils nahe am äußeren Rand und am inneren, an eine Bohrung 70 im Unterschieber 38 angrenzenden Rand ringförmige Nuten 72,72a, 74,74a vorgesehen, die nach der Stirnfläche 60 hin offen sind. In der Stirnseite 62 des Unterschiebers 38 befinden sich ebenfalls ringförmige Nuten 76,76a, 78,78a, die in etwa den gleichen radialen Abstand von der Mittelachse 80 des Unterschiebers 38 haben wie die Nuten 72,72a 74,74a. Die Nuten 76,76a, 78,78a haben jedoch einen größeren Querschnitt als die Nuten 72,72a 74,74a. Die Nuten 72,72a und 76,76a sowie 74,74a und 78,78a sind jeweils durch Bohrungen 82 in der Scheibe 64 miteinander verbunden. Die Bohrungen 82 sind in gleichmäßigen Abständen längs der Böden der Nuten 72,72a und 74,74a angeordnet. Die Nuten 76,76a, 78,78a sind je über Bohrungen 84,84a, 86,86a mit einer Vakuumquelle 16,17 verbunden.

Die Stirnfläche 60 und die Stirnfläche 46 berühren sich in montiertem Zustand des Schiebersystems. Die Stirnfläche 46 wird durch den Oberschieber 36 und die von diesem getragenen Teile unter einer gewissen Anpreßkraft

35gegen die Stirnfläche 60 gedrückt. Beide Stirnflächen

46,60 sind plan ausgebildet, z.B. durch Schleifen. Die Stirnflächen 46,60 weisen daher nur sehr geringe Zwischenräume auf. Die in diese Zwischenräume von der Atmosphäre her eindringenden geringen Luftmengen werden über die Nuten 72,72a, 74,74a von den Vakuumquellen 16,17 abgesaugt. Ebenso werden bei Druckbeaufschlagung des Kanals 50 und anderer nicht näher dargestellter Kanäle aus der Mündung 58 in die Zwischenräume eindringende Gasmengen über die Nuten 72,72a, 74,74a abgesaugt. Durch die an die Vakuumquellen 16,17 angeschlossenen Nuten 72,72a, 74,74a, wird demnach eine besonders gute Dichtung zwischen dem Ober- und dem Unterschieber 36,38 erzielt.

Die guten Gleiteigenschaften des Keramikmaterials der Scheibe 64 machen die Verwendung von Öl zur Abdichtung zwischen Ober- und Unterschieber 36,38 überflüssig. Daher kann bei den Spül- und Füllvorgängen kein Öl und kein atmosphärisches Gas in den Hohlraum 10 gelangen. Die durch derartige Verunreinigungen hervorgerufenen Schwierigkeiten entfallen. Mit der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Vorrichtung läßt sich daher eine höhere Lampenqualität erreichen. Außerdem erübrigen sich die bei öl abgedichteten Schiebersystemen notwendigen Kontroll- und Nachfül1 arbeiten .

Es ist möglich, auch den Oberschieber 36 mit einer keramischen Gleitfläche zu versehen, indem z.B. eine Scheibe aus Oxidkeramik an seiner Stirnfläche befestigt wird. Eine solche Maßnahme kann z.B. zur Verbesserung der Reibungseigenschaften vorgenommen werden.

Claims

STRASSB & STOFPREGBN ? Λ A ? Ί R

Patentanwälte · European Patent Attorneys

Dlpl.-Ing. Joachim Strasee, München · Dipl.-Phys. Dr. Hane-Herbert Stoffregen, Hanau Zwelbrückenetraße 17 . D-8000 München 2 (Gegenüber dem Patentamt) ■ Telefon (08Θ) 22 23 9Θ . Telex S 22 0B4

Patent-Treuhand-Gesell schaft
für elektrische

Glühlampen mbH München, 20. November 1984

München 90 e-ks 14 613

Vorrichtung zur Herstellung zeitlich aufeinanderfolgender

Verbindungen zwischen den Hohlräumen von
Lampenglaskolben und Druckquellen für Gase
und/oder Vakuumquellen

Patentansprüche

Vorrichtung zur Herstellung zeitlich aufeinanderfölgender Verbindungen zwischen den Hohlräumen von Lampenglaskolben und Druckquellen für Gase und/oder Vakuumquellen in einer Reihenfolge, die für die Erzeugung des zum Lampenbetrieb vorgesehenen Hohlraumzustands notwendig ist, wobei die Druckquellen und/oder die Vakuumquellen mit Kanälen in einem ortsfesten Unterschieber eines Schiebersystems verbunden sind, das einen gegenüber dem Unterschieber drehbaren Oberschieber enthält, in dem drehstellungsabhängig den Mündungen der Kanäle im Unterschieber gegenüberstehende Mündungen von Kanälen angeordnet sind, an die die Hohlräume der mit dem Oberschieber drehbaren Lampenglaskolben angeschlossen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens einer der beiden Schieber (36,38) des Schiebersystems mit einer dem anderen Schieber (38,36) zugewandten Stirnfläche (60) aus verschleißarmem, einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweisenden Keramikmaterial versehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,
daß das Keramikmaterial aus Oxidkeramik besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,
daß der mit der Stirnfläche (60) aus Keramikmaterial versehene Schieber (38) je zwei an seinem äußeren und seinem inneren Rand umlaufende, zum anderen Schieber (36) hin offene Nut (72,74) aufweist, die über Kanäle mit zwei Vakuumquellen (16,17) verbunden sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Stirnfläche (60) durch eine Seite einer Scheibe (64) aus Keramik gebildet wird, die mit dem Oberschieber (36) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Scheibe (64) aus Keramik an der Stirnseite (62) des Unterschiebers (38) angeklebt ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet,

daß in der Stirnseite (62) des Unterschiebers (38) weitere Nuten (76,76a, 78,78a) in gleichem radialem Abstand wie die Nuten (72,72a, 74,74a) in der Scheibe (64) angeordnet sind, daß die Nuten (72,72a, 74,74a) in der Scheibe (64) mit den Nuten (76,76a, 78,78a) jeweils durch Bohrungen (82) verbunden sind und daß die Nuten (76,76a, 78,78a) im Unterschieber (38).über Bohrungen (84,84a, 86,86a) an die Vakuumquellen

(16,17) angeschlossen sind.
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7. Vorrichtung nach einem der vorausgehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß an den Böden der Nuten (72,72a, 74,74a) in gleichmäßigen Abständen Öffnungen (82) vorgesehen sind, von denen Kanäle zu den Nuten (76,76a, 78,78a) verlaufen, die mit den Vakuumquellen (16,17) verbunden sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder einem der folgenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,
daß die Stirnseite (62) des Unterschiebers (38) einen vorspringenden Rand (68) aufweist, der einen Teil des zylindrischen Umfangs der Scheibe (64) umgibt.
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