DE3616126A1

DE3616126A1 - Verfahren zum maschinellen einschmelzen einer hochdruckentladungslampe sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3616126A1
Application number: DE19863616126
Authority: DE
Inventors: Juergen Begemann; Nada Radonic; Karl Vejvoda; Jenoe Koch; Walter Triebel; Manfred Polak
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1986-05-14
Filing date: 1986-05-14
Publication date: 1987-11-19
Also published as: DE3616126C2

Description

Stand der Technik

Das Einschmelzen derartiger Lampen, die eine zum Teil sehr lange Dichtungsfolie aufweisen und die insbeson dere für optische Systeme (Scheinwerfer, Kinoprojek tion, Herstellung von gedruckten Schaltungen) ver wendet werden, wurde bislang ausschließlich durch hochqualifiziertes Fachpersonal vorgenommen. Dabei war es unvermeidbar, daß die Dichtungsfolie krumm und wellig eingeschmolzen wurde, wodurch Folienabhebungen und Folienrisse entstehen konnten. Außer diesem technisch bedingten Fertigungsnachteil mit möglichen Frühausfällen sind solcher Art gefertigte Lampen auch teuer. Es wurden in letzter Zeit bereits Versuche bekannt, die Handeinschmelzung durch eine maschinell hergestellte Einschmelzung zu ersetzen.

Aufgabe

Der in den Ansprüchen angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, um das Einschmelzen von Hochdruckentladungslampen von der im Anspruch 1 beschriebenen Art zu mechanisieren. Das Verfahren soll mögliche Folienbeschädigungen, wie sie bislang zu beobachten waren, völlig ausschalten.

Vorteile

Mit dem Verfahren und der Vorrichtung nach der Erfin dung lassen sich die Hochdruckentladungslampen mecha nisiert und ohne hochqualifiziertes Fachpersonal wesentlich verbilligt einschmelzen. Gleichzeitig ver ringert sich die Fertigungszeit. Mit Hilfe der außer halb des Lampenschaftes angeordneten und mit der Glas drehbank synchron rotierenden Permanentmagnete werden die innerhalb des Lampenschaftes befindlichen Elek trodensysteme über das an der äußeren Stromzuführung befestigte Plättchen aus einem ferromagnetischen Material ebenfalls in Drehung versetzt, wobei die Einschnürung einen genauen axialen Lauf der Elektro densysteme gewährleisten. Hierdurch werden die Dich tungsfolien absolut plan und in einer Ebene innerhalb der Lampenschäfte eingeschmolzen. Die axial verschieb baren Permanentmagnete ermöglichen darüber hinaus auch eine genaue axiale Positionierung der Elektrode inner halb des Entladungsgefäßes und damit Justierung des Elektrodenabstandes, so daß die bei konventionellem Einschmelzungsverfahren erforderliche Nachjustierung nahezu ganz entfallen kann. Mit dem axial entlang des Lampenschaftes verschiebbaren Brenner ist ein zügiges Einschmelzen möglich, ohne daß sich im Innern des Ent ladungsgefäßes ein Überdruck aufbaut. Durch den motorischen Vorschub des Brenners wird eine gleich mäßige Einschmelzung des Lampenschaftes erreicht. Die mechanisierte Einschmelzung ermöglicht auch die Verwendung von mechanisiert gefertigten Elektroden systemen. Das Pumpen und Füllen des Entladungsgefäßes durch den zweiten, noch nicht eingeschmolzenen Lampenschaft ermöglicht es, auf ein separates Pumprohr, das sonst am Lampenschaft selbst oder auch optische Störungen verursachend am Entladungsgefäß angeordnet ist, zu verzichten. Hierdurch wird eine weitere Verbesserung der Hochdruckentladungslampe erreicht. Insgesamt ergibt sich durch das erfindungs gemäße Einschmelzverfahren eine erhöhte und konstante Qualität.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung wird nachstehend anhand von drei stark schematischen Figuren näher erläutert.

Fig. 1 zeigt den Prinzipaufbau einer Vorrichtung zum Einschmelzen von Hochdruckentladungslampen

Fig. 2 die Seitenansicht der Fig. 1 im Schnitt

Fig. 3 zeigt ein komplettes Elektrodensystem

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung zum Einschmelzen der Hochdruckentladungslampe besteht im wesentlichen aus einer Glasdrehbank, die hier durch die Spannaufnahmen 1 und 2 angedeutet ist, den zwei Paaren von Permanentmagneten 3 und 4 sowie einem Brenner 5. Die Spannaufnahmen 1 und 2 sind mit dem jeweiligen Permanentmagnetenpaar 3 bzw. 4 gekoppelt (symbolisch dargestellt durch eine gestrichelte Linie), so daß bei laufender Glasdrehbank 1, 2 auch die beiden Paare der Permanentmagneten 3, 4 synchron rotieren. Die Rotation ist dargestellt durch den Pfeil 6. Für die Permanentmagnete 7, 8 haben sich Vierkant-Stabmagnete der Firma TECHNA als besonders geeignet erwiesen. Sie sind aus AlNiCo im Feinguß hergestellt und in axialer Richtung vorzugsgerichtet und magnetisiert. Des weiteren sind die beiden Paare der Permanentmagneten 3 und 4 parallel zur Lampen längsachse verschiebbar angeordnet. Die Bewegungs richtungen hierfür sind durch die Doppelpfeile 7 und 8 symbolisiert. Der Brenner 5 ist mit einem Schritt motor 9 gekoppelt (symbolisch dargestellt durch eine gestrichelte Linie).

In die Spannaufnahmen 1, 2 der Glasdrehbank ist ein Lampenkörper aus Quarzglas eingesetzt, der sich aus einem Entladungsgefäß 10 und zwei an gegenüberlie genden Seiten des Entladungsgefäßes 10 axial ange ordneten, rotationssymmetrischen Lampenschäften 11 und 12 zusammensetzt. Im Übergangsbereich vom Entladungs gefäß 10 zu den jeweiligen Lampenschäften 11, 12 wurde eine umlaufende, konzentrische Einschnürung 13; 14 angebracht. Innerhalb jedes Lampenschaftes 11, 12 ist je ein Elektrodensystem eingesetzt (s. auch Fig. 3), das aus einer Elektrode 15 und 16 aus Wolfram, die in eine innere Stromzuführung 17 und 18 - ebenfalls aus Wolfram - übergeht, einer Dichtungsfolie 19 und 20 aus Molybdän sowie einer äußeren Stromzuführung 21 und 22 - ebenfalls aus Molybdän - besteht. Die inneren Stromzuführungen 17, 18 sind aufgrund ihrer Lagerung in den zugehörigen Einschnürungen 13, 14 präzise axial geführt. Am freien Ende jeder äußeren Stromzuführung 21, 22 ist je ein Plättchen 23 und 24 aus Eisen befestigt. Die Plättchen 23 und 24 weisen eine Dicke von ca. 1 mm auf. Ihre sich senkrecht zur Lampen längsachse erstreckende Ausdehnung ist derart aus geführt, daß sie kleiner ist als der Innendurchmesser des zugeordneten Lampenschaftes. Die Breite der Plättchen 23, 24 ist an die Breite der Permanentmag nete 3, 4 angepaßt, so daß der magnetische Fluß der Permanentmagnetenpaare 3, 4 die Plättchen 23, 24 ungehindert durchströmen kann. Der Zusammenbau der einzelnen Teile jedes Elektrodensystems erfolgt auf bekannte Weise, z. B. durch eine Schweißverbindung.

Nach dem Einführen eines Elektrodensystems in den jeweiligen Lampenschaft 11, 12 wird das zugeordnete Paar der Permanentmagnete 3, 4 durch achsparalleles Verschieben 7, 8 auf einem Schlitten in die Nähe des Plättchens 23, 24 geführt. Durch die magnetischen Kräfte wird das Plättchen 23, 24 und somit das gesamte Elektrodensystem "eingefangen". Die Elektrode 15, 16 kann jetzt durch weiteres achsparalleles Verschieben 7, 8 der Permanentmagnete 3, 4 innerhalb des Entla dungsgefäßes 10 präzise positioniert werden. Während des Einschmelzens, bei dem die Spannaufnahmen 1, 2 der Glasdrehbank in Rotation 6 versetzt werden, rotieren die mit den Spannaufnahmen 1, 2 gekoppelten Paare der Permanentmagnete 3, 4. Hierdurch wird auch das Plättchen 23, 24 und mit diesem das gesamte Elek trodensystem in eine synchrone Umdrehung 6 versetzt. In dem nachfolgenden Einschmelzvorgang wird jetzt der Brenner 5 an den Lampenschaft 11, 12 geführt. Beginnend mit dem dem Entladungsgefäß 10 zugewandten Ende der Dichtungsfolie 19, 20 wird nun die Ein schmelzung des Lampenschaftes 11, 12 vorgenommen, wobei der Brenner 5 mittels eines Schrittmotors 9 zügig und parallel zur Längsachse des Lampenkörpers bis zu dem dem Entladungsgefäß 10 abgewandten Ende der Dichtungsfolie 19, 20 geführt wird. Die Position der Elektrode 15, 16 innerhalb des Entladungsgefäßes 10 wird während des gesamten Einschmelzvorganges über einen Monitor (nicht dargestellt) kontrolliert und kann, solange das Quarzglas noch eine geeignete Verformungstemperatur aufweist, bei Bedarf korrigiert werden.

Die Einschmelzung des zweiten Lampenschaftes erfolgt auf die gleiche Weise, nachdem zuvor das Entladungs gefäß gepumpt und gefüllt wurde. Ein typisches Beispiel hierfür ist eine Quecksilberdampf-Kurzbogen lampe vom Typ HBO 350 W. Die Lampe wird durch den zweiten, noch nicht eingeschmolzenen Lampenschaft gepumpt, mit ca. 66,66 x 10³ Pa Xenon gefüllt und anschließend wie zuvor beschrieben eingeschmolzen. Durch die Anwendung dieses Verfahrens kann das sonst bei konventioneller Fertigung übliche Pumprohr entfallen, da sich ein Gasüberdruck - der atmosphäri sche Umgebungsdruck beträgt ca. 99,99 x 10³ Pa - erst gar nicht aufbauen kann.

Claims

1. Verfahren zum maschinellen Einschmelzen einer Hochdruckentladungslampe auf einer Glasdrehbank (1, 2), bei der der einzuschmelzende Lampenkörper ein Ent ladungsgefäß (10) und zwei an gegenüberliegenden Seiten des Entladungsgefäßes (10) axial angeordnete, rotationssymmetrische Lampenschäfte (11, 12) auf weist, in denen jeweils ein Elektrodensystem ange ordnet ist, das aus einer äußeren Stromzuführung (21, 22), einer Dichtungsfolie (19, 20) und einer inneren Stromzuführung (17, 18) besteht, an der eine in das Entladungsgefäß (10) ragende Elektrode (15, 16) befestigt ist, wobei nacheinander im wesentlichen folgende Arbeitsgänge ausgeführt werden:

a) Herstellen des Lampenkörpers
b) Einspannen des Lampenkörpers in eine Glasdrehbank (1, 2)
c) Einführen des ersten vorgefertigten Elektroden systems in den ersten Lampenschaft (11) und Positionieren der Elektrode (15) innerhalb des Entladungsgefäßes (10)
d) Einschmelzen des ersten Elektrodensystems im Bereich der Dichtungsfolie (19) mittels eines Brenners (5), wobei die Glasdrehbank (1, 2) zumin dest während des Einschmelzens in Rotation (6) versetzt wird
e) Einführen des zweiten vorgefertigten Elektroden systems in den zweiten Lampenschaft (12) und Positionieren der Elektrode (16) innerhalb des Ent ladungsgefäßes (10)
f) Pumpen und Füllen des Entladungsgefäßes (10) durch den zweiten Lampenschaft (12)
g) Einschmelzen des zweiten Elektrodensystems im Bereich der Dichtungsfolie (20) mittels eines Brenners (5), wobei die Glasdrehbank (1, 2) zumin dest während des Einschmelzens in Rotation (6) versetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
h) der Lampenkörper während der Herstellung nach a) im Übergangsbereich zwischen dem Entladungsgefäß (10) und dem jeweiligen Lampenschaft (11, 12) mit einer Einschnürung (13, 14) versehen wird
i) bei der Vorfertigung der Elektrodensysteme am freien Ende der äußeren Stromzuführung (21, 22) ein Plättchen (23, 24) aus einem ferromagnetischen Material befestigt wird, durch welches die Positio nierung der Elektroden (15, 16) innerhalb des Ent ladungsgefäßes (10) vorgenommen wird und mit dem das Elektrodensystem in Drehung (6) versetzt wird und
k) der Brenner (5) während des Einschmelzens des Lampenschaftes (11, 12) nach d) und g) von dem dem Entladungsgefäß (10) zugewandten Ende der Dich tungsfolie (19, 20) bis zu dem dem Entladungsgefäß (10) abgewandten Ende der Dichtungsfolie (19, 20) geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite der Einschnürung (13, 14) dem Außendurchmesser der inneren Stromzuführung (17, 18) entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich senkrecht zur Längsachse des Lampen körpers erstreckende Ausdehnung des Plättchens (23, 24) kleiner als der Innendurchmesser des Lampen schaftes (11, 12) ist.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Lampenschäfte (11, 12) im Bereich der ferromagnetischen Plättchen (23, 24) jeweils ein Paar von Permanentmagneten (3, 4) angeordnet ist, die parallel zur Längsachse des Lampenkörpers entlang der zugeordneten Lampenschäfte (11, 12) verschiebbar angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß das Paar von Permanentmagneten (3, 4) mit der Glasdrehbank (1, 2) synchron um die Längsachse des Lampenkörpers rotiert.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekenn zeichnet, daß der Brenner (5) parallel zur Längsachse des Lampenkörpers entlang der Lampenschäfte (11, 12) verschiebbar angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, daß der Vorschub des Brenners (5) mittels eines Schrittmotors (9) erfolgt.