DE3620373A1 - Elektrische gluehlampe fuer reihenschaltung und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents
Elektrische gluehlampe fuer reihenschaltung und verfahren zu ihrer herstellungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Glühlampe
für Reihenschaltung mit einer die Stromzuführungsdrähte
für den Glühkörper verbindenden Strombrücke aus einer
gesinterten Mischung von pulverförmigem Metall und pulver
förmigem Glas.
Bei derartigen Lampen muß das die Stromzuführungsdrähte
überbrückende Glied bei Betriebsspannung praktisch strom
undurchlässig, bei der beim Unterbrechen des Glühkörpers
auftretenden Überspannung jedoch gut stromleitend sein.
Bei einer aus der GB-PS 10 77 863 bekannten Glühlampe
dieser Art besteht die Strombrücke aus einer Mischung von
Glaspulver und Eisenpulver. Diese Mischung kann auf eine
Art Halteperle aufgebracht werden oder selbst als Halte
perle ausgebildet sein. Aus der Mischung von Glaspulver
und Eisenpulver werden zunächst Ringe gepreßt, die kurz
gesintert werden. Anschließend werden die so hergestellten
Ringe über die beiden Stromzuführungsdrähte gelegt und zu
einer Schicht bzw. Perle verschmolzen. Der Eisenanteil bei
dieser bekannten Strombrücke liegt zwischen 15 und 30
Gew.% bei einer Korngröße zwischen 2 und 150 µm. Diese die
Stromzuführungsdrähte verbindende Strombrücke wirkt
zunächst als Isolator, soll jedoch bei Anlegen einer hohen
elektrischen Spannung durchschlagen und somit die Lampe
bei Unterbrechung des Glühkörpers kurzschließen.
Unabhängig davon, daß sich diese eisenhaltige Strombrücke
nur sehr schwer schmelzen läßt und in vielen Fällen ihre
Funktion als Strombrücke nicht erfüllen kann, ist der bei
Überspannung auftretende Durchschlag innerhalb der Stromb
rücke stark abhängig von schwer kontrollierbaren Größen,
wie Mischung der Pulver, Körngrößenverteilung, Ein
schmelzung, Feuchtigkeitsgehalt etc.
In der GB-PS 10 77 863 ist ferner eine Strombrücke für
elektrische Glühlampen für Reihenschaltung erwähnt, die
aus Kupferoxidpulver und Glaspulver besteht. Auch diese
Strombrücke soll im Normalzustand nichtleitend sein und
erst bei Anlegen von Überspannung leitend werden. Es hat
sich in der Praxis herausgestellt, daß auch diese Strom
brücke nicht zufriedenstellend funktioniert.
Dasselbe gilt für eine aus der GB-PS 8 39 160 bekannte
Glühlampe mit einer Strombrücke aus einer Paste aus
Kupferpulver, Magnesiumoxid und Silikonharz, wobei der
Anteil an Magnesiumoxid 18 bis 24 Gew.-% des Kupferanteils
beträgt. Auch diese Strombrücke ist an sich nichtleitend,
soll aber bei Anlegen einer Überspannung leitend werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strombrücke
für eine elektrische Glühlampe zu schaffen, die bei Durch
brennen des Glühkörpers einwandfrei anspricht und die
Lampe überbrückt und darüber hinaus leicht herstellbar und
einfach mechanisierbar, d.h. in einer Massenfertigung
einsetzbar ist.
Diese Aufgabe wird bei der elektrischen Glühlampe eingangs
erwähnter Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die
Stromzuführungsdrähte aus Kupfer- oder Kupfermanteldraht
bestehen und wenigstens im Bereich der Strombrücke mit
einer Oxidschicht versehen sind, die bei Unterbrechung des
Glühkörpers durchschlägt, und daß die elektrisch leitende
Strombrücke zu 30 bis 50 Gew.-% aus Kupferpulver und zu 50
bis 70 Gew.-% aus Glaspulver mit einem Schmelzpunkt unter
600°C besteht.
Hierbei ist die Strombrücke wegen ihres hohen Gehaltes an
nicht oxidiertem Kupfer schon in Normalzustand elektrisch
leitend. Bei dieser Lampe wird der Widerstand gegen den
direkten Stromdurchgang lediglich durch die auf den Strom
zuführungsdrähten befindliche Oxidschicht erzeugt, deren
Dicke und damit Durchschlagspannung sich durch eine ent
sprechende Flammeneinstellung kontrollieren läßt. Man hat
bei dieser Lampe also nur einen einzigen Parameter, der
die Durchschlagspannung bestimmt. Alle anderen bekannten
Lösungen hängen dagegen von mehreren Parametern ab und
sind damit von vornherein risikoreicher und schlechter zu
kontrollieren.
Die Strombrücke bei der Glühlampe nach der Erfindung ist
entweder auf eine die Stromzuführungsdrähte halternde
Isolierperle aufgeschmolzen, oder als die Stromzuführungs
drähte verbindende Halteperle ausgebildet.
Die Erfindung bezieht sich ferner auf Verfahren zur
Herstellung von Glühlampen nach der Erfindung. Wenn die
Strombrücke auf eine Isolierperle aufgeschmolzen werden
soll, ist das Herstellungsverfahren dadurch gekenn
zeichnet, daß ein Gemisch von Kupferpulver und Glaspulver
zu einem Ring gepreßt und bei einer Temperatur etwas
oberhalb der Schmelztemperatur des Glases kurzzeitig
gesintert wird, worauf der Ring auf die mit den Strom
zuführungsdrähten versehene Isolierperle gesetzt und
anschließend aufgeschmolzen wird, bis das Ringmaterial auf
der Isolierperle eine elektrisch leitende Strombrücke
zwischen den mit einer Oxidschicht versehenen Strom
zuführungsdrähten bildet.
Soll die Strombrücke als die Stromzuführungsdrähte
verbindende Halteperle selbst ausgebildet sein, so wird
gemäß dem Verfahren nach der Erfindung ein Gemisch von
Kupferpulver und Glaspulver zu einem Ring gepreßt und bei
einer Temperatur etwas oberhalb der Schmelztemperatur
des Glases kurzzeitig gesintert, worauf der Ring auf die
mit Abstand voneinander angeordneten und mit einer
Oxidschicht versehenen Stromzuführungsdrähte gesetzt und
anschließend zu einer elektrisch leitenden Halteperle
geschmolzen wird.
Vorzugsweise wird dem Gemisch von Kupfer- und Glaspulver
ein Bindemittel hinzugefügt.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr anhand
der Zeichnung näher erläutert.
In den Fig. 1 bis 5 sind verschiedene Verfahrensschritte
bei der Herstellung einer elektrischen Glühlampe mit einer
die Stromzuführungsdrähte verbindenden Strombrücke darge
stellt. Im einzelnen zeigt:
Fig. 1 ein Perlengestell und einen Ring aus einer Mischung
von Kupfer- und Glaspulver,
Fig. 2 das Einschmelzen des auf das Perlengestell aufge
setzten Ringes,
Fig. 3 die auf die Isolierperle aufgeschmolzene Strom
brücke,
Fig. 4 das mit dem Glühkörper ausgerüstete Perlengestell
und
Fig. 5 die fertige Glühlampe.
Das in Fig. 1 dargestellte Perlengestell besteht aus zwei
Stromzuführungsdrähten 1 aus Kupfer- oder Kupfermantel
draht, die durch eine aus Glas oder Keramik bestehende
Isolierperle 2 gehaltert sind. Auf die Isolierperle 2 soll
eine Strombrücke 3 aufgebracht werden. Wenigstens im
Bereich der Strombrücke 3 sind die Kupfer- bzw. Kupfer
manteldrähte 1 mit einer Oxidschicht versehen. Diese kann
beim Schmelzen der Isolierperle 2 mit Hilfe einer Flamme
gleichzeitig miterzeugt werden. Durch geeignetes Anblasen
der Stromzuführungsdrähte im zu oxidierenden Bereich mit
Schutzgas, z.B. Stickstoff, aus einer separaten Düse kann
diese Oxidschicht sowohl in der Höhe als auch in der Dicke
beeinflußt werden. Die Dicke der Oxidschicht wird so
eingestellt, daß ihre Durchschlagspannung zwischen 50 und
200 V beträgt, was einer Dicke von etwa 4 µm entspricht.
Für die Strombrücke 3 wurden zunächst Ringe 3 a aus
folgender Pulvermischung hergestellt:
ca. 58 Gew.-% Glaspulver mit einem Schmelzpunkt von etwa
550°C (Hauptbestandteil: Bleiborsilikat)
ca. 38 Gew.-% Kupferpulver mit einer Korngröße zwischen 8 und 64 µm (90% kleiner 40 µm)
ca. 4 Gew.-% Bindemittel, z. B. Acrylatharz.
Diese Pulvermischung wurde zu Ringen mit folgenden Abmessungen gepreßt:
ca. 38 Gew.-% Kupferpulver mit einer Korngröße zwischen 8 und 64 µm (90% kleiner 40 µm)
ca. 4 Gew.-% Bindemittel, z. B. Acrylatharz.
Diese Pulvermischung wurde zu Ringen mit folgenden Abmessungen gepreßt:
Höhe0,9 mm
Außendurchmesser3,5 mm
Innendurchmesser2,5 mm
Anschließend wurden die so gepreßten Ringe ca. 20 bis
25 Sekunden bei 625 bis 635°C gesintert. Der niedrige
Schmelzpunkt des Glaspulvers macht diese relativ niedrige
Sintertemperatur möglich. Bei höheren Sintertemperaturen
besteht die Gefahr, daß das Kupfer verbrennt oder daß das
Glas zu flüssig wird und sich dadurch die Form des Ringes
verändert.
Wie aus Fig. 1 hervorgeht, wird ein so hergestellter
Ring 3 a dem Perlengestell auf einer Maschine zugeführt und
auf die Isolierperle 2 abgesetzt (Fig. 2). Anschließend
wird der Ring 3 a mit Hilfe von Brennern 4 erhitzt und auf
die Isolierperle 2 aufgeschmolzen (Fig. 3), wo er eine
elektrisch leitende Strombrücke 3 mit einem Widerstand von
etwa 1 Ohm bildet. Anschließend wird an den Strom
zuführungsdrähten 1 ein Glühkörper 5 befestigt, der
gegebenenfalls noch von einem in der Isolierperle 2 einge
betteten Haltedraht 6 unterstützt wird (Fig. 4). In der
nächsten Verfahrensstufe wird das mit dem Glühkörper 5
versehene Perlengestell in einen gläsernen Lampenkolben 7
eingeschmolzen, der anschließend mit einem Schraubsockel 8
versehen wird (Fig. 5).
Es hat sich herausgestellt, daß bei einer derartigen Glüh
lampe bei Anwendung in Reihenschaltung beim Durchbrennen
des Glühkörpers 5 die auf den Stromzuführungsdrähten 1 im
Bereich der Strombrücke 3 vorhandenen Oxidschichten durch
schlagen, so daß die Stromzuführungsdrähte 1 über die
elektrisch leitende Strombrücke 3 kurzgeschlossen werden.
Claims (6)
1. Elektrische Glühlampe für Reihenschaltung mit
einer die Stromzuführungsdrähte für den Glühkörper ver
bindenden Strombrücke aus einer gesinterten Mischung von
pulverförmigem Metall und pulverförmigem Glas,
dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzuführungsdrähte (1)
aus Kupfer- oder Kupfermanteldraht bestehen und wenigstens
im Bereich der Strombrücke (3) mit einer Oxidschicht ver
sehen sind, die bei Unterbrechung des Glühkörpers (5)
durchschlägt, und daß die elektrisch leitende Strombrücke
zu 30 bis 50 Gew.-% aus Kupferpulver und zu 50 bis 70 Gew.-%
aus Glaspulver mit einem Schmelzpunkt unter 600°C besteht.
2. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Strombrücke (3) auf eine
die Stromzuführungsdrähte (1) halternde Isolierperle (2)
aufgeschmolzen ist.
3. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Strombrücke als die Strom
zuführungsdrähte (1) verbindende Halteperle ausgebildet
ist.
4. Verfahren zur Herstellung einer Glühlampe nach
Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von
Kupferpulver und Glaspulver zu einem Ring gepreßt und bei
einer Temperatur etwas oberhalb der Schmelztemperatur des
Glases kurzzeitig gesintert wird, worauf der Ring auf die
mit den Stromzuführungsdrähten versehene Isolierperle
gesetzt und anschließend aufgeschmolzen wird, bis das
Ringmaterial auf der Isolierperle eine elektrisch leitende
Strombrücke zwischen den mit einer Oxidschicht versehenen
Stromzuführungsdrähten bildet.
5. Verfahren zur Herstellung einer Glühlampe nach
Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von
Kupferpulver und Glaspulver zu einem Ring gepreßt und bei
einer Temperatur etwas oberhalb der Schmelztemperatur des
Glases kurzzeitig gesintert wird, worauf der Ring auf die
mit Abstand voneinander angeordneten und mit einer Oxid
schicht versehenen Stromzuführungsdrähte gesetzt und
anschließend zu einer elektrisch leitenden Halteperle
geschmolzen wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Gemisch von Kupfer- und
Glaspulver ein Bindemittel hinzugefügt wird.
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