DE3620373A1 - Elektrische gluehlampe fuer reihenschaltung und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

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:

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.