DE839387C

DE839387C - Sockel fuer elektrische Lampen und Herstellungsverfahren hierfuer

Info

Publication number: DE839387C
Application number: DEI1836A
Authority: DE
Inventors: Gerald E Reinker
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1948-04-14
Filing date: 1950-09-06
Publication date: 1952-05-19
Also published as: US2504586A; GB658347A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Lampensockel mit einem verhältnismäßig dünnen Metallmantel und einem an diesen angeschmolzenen Glas- oder Isolierstoffkörper und auf die Herstellung derartiger Lampensockel und betrifft im besonderen den gläsernen Isolierstoffteil dieser Lampensockel.

Die aus einem dünnwandigen Metallmantel gewöhnlich von Messing und aus einem angeschmolze-

ίο neu (Has- oder Isolk-rstol'fkörper bestehenden Sockel von elektrischen Lampen werden bisher in der Regel in der Weise hergestellt, daß man den Messingmantcl in eine Metallform bringt, geschmolzenes Glas in der erforderlichen Menge in die Form einführt, die Glasmasse in die gewünschte Gestalt mittels eines formenden Koltxons preßt, das Glas an dem Im? im Isolierstoffkörper vorzusehenden kleinen Loch mittels eines stiftförmigen Stempels entfernt und dann den Metallmantel aus der Form auf ein Kühlband ausstößt, nachdem das Glas sich ao genügend abgekühlt hat, um seine Form zu behalten.

Nach dem Auswerfen der Sockel aus den Formen der Glasfülknaschine würde man am besten das Glas an dem Sockel einem sorgfältigen Glühen »5 unterwerfen, um seine inneren Spannungen zu beseitigen und so sein Springen und Brechen zu vermeiden, das bisher den verhältnismäßig hohen Prozentsatz von Ausschuß, insbesondere im Fall von Lampensockeln größerer Abmessungen, verschuldet hat. Ein derartiges Ausglühen des Glases ist indessen praktisch nicht durchführbar, weil der Messingmantel dann ebenfalls mit dem Glas ausgeglüht wird und infolgedessen den Hauptteil

seiner mechanischen Festigkeit und Widerstandsfähigkeit gegen Verbeulen und Verdrücken einbüßen würde. Man geht daher im allgemeinen bei der Herstellung von elektrischen Lampensockeln so vor, daß man den Sockel rasch auf Raumtemperatur abkühlt und so jedes wesentliche Ausglühen des Messingmantels vermeidet. Wenn aber dabei auch der Messingmantel infolge der schnellen Abkühlung des Sockels keiner wesentlichen Ausglühwirkung ausgesetzt ist, so ist auch das Glas nicht husgeglüht, so daß es in einem innerlich stark gespannten Zustand verbleibt, was eben zu einem erheblichen Brechen und Springen von Glas vor allem bei großen Sockeln führt und demnach einen verhältnismäßig hohen Prozentsatz von Ausschuß oder sogenanntem Schwund bei der Massenfertigung der Sockel durch gesprungene oder gebrochene Isolierglaskörper zur Folge hat.

Diese Schwierigkeit könnte zum Teil durch Verwcndung von dickerem Messing für den Sockclmantel behoben werden, was ein sorgfältiges Ausglühen der Fassung unter Aufrechterhaltung einer genügenden Festigkeit des Metallmantel gestatten würde, oder man könnte zum gleichen Zweck eine Glasart mit niedriger Ausdehnungszahl benutzen, welche ein rasches Abkühlen ohne Brechen oder Springen aushält. In beiden Fällen aber würde die Zunahme an Herstellungskosten die durch Verminderung des prozentualen Ausschusses (Sockel mit gebrochenem oder gesprungenem Glas) gewonnene Ersparnis mehr als ausgleichen. Man hat daher schon immer für die Sockel elektrischer Lampen nach einem Glas gesucht, das weniger der Bruchgefahr ausgesetzt ist und dabei nicht die Kosten der Sockelherstellung über die durch Herabsetzung des Ausschusses an gebrochenem oder gesprungenem Glas erzielbare Einsparung hinaus erhöht. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen aus einem dünnen Metallmantel mit angeschmolzenem Isolierkörper aus Glas bestehenden Sockel für elektrische Lampen zu schaffen, bei welchem der Isolierkörper aus Glas bedeutend weniger dem Springen und Brechen ausgesetzt ist und der, gleichzeitig in seiner ganzen Beschaffenheit, eine wesentliche Verbesserung gegenüber den bisher allgemein gebräuchlichen Arten von Lampensockeln darstellt. Dabei bezweckt die Erfindung außerdem, die Herstellung eines derartigen in seinen Eigenschaften vervollkommneten und den Ausschuß durch Glasbruch beträchtlich vermindernden elektrischen Lampensockels mit den gleichen oder geringeren Kosten als die bekannten Ausführungen von Lampensockeln durch ein vorteilhaftes Fertigungsverfahrcn zu ermöglichen.

Die Zeichnung zeigt einen erfindungsgemäß ausgebildeten Sockel für elektrische Glühlampen beispielsweise in einer Ausführungsform und läßt auch das Verfahren zu seiner Herstellung näher im einzelnen erkennen. Fig. 1 ist ein Querschnitt durch den Lampensockel, während Fig. 2 teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt den drehbaren; Formenträger einer Maschine zur Herstellung von Lampensockeln nach Fig. 1 darstellt und dabei die Formen als in einer geraden Linie statt auf einem Kreisbogen angeordnet zur besseren Veranschaulichung der einzelnen Arbeitsgänge der Sockel· fertigung wiedergibt.

Gemäß Fig. 1 besteht der Lampensockel 1 aus einem röhrenförmigen, verhältnismäßig dünnwandigen Metallmantel 2, vorzugsweise aus Messing, dessen Wandstärke im Bereich von etwa '0,12 mm bis 0,28 mm je nach der Art und der Größe des Sockels schwankt. Für einen Sockel, der handelsüblich als normaler oder mittelgroßer Schraubsockel bezeichnet wird, wird die Wandstärke des Mantels 2 im Bereich von etwa o, 12 mm bis ο, 15 mm liegen, während für Sockel größerer Abmessungen, wie z. B. die sogenannten Goliathsockel, eine größere Wandstärke bis zu etwa 0,28 mm Verwendung findet. Der Mantel 2 ist an einem Ende mit einem einwärts gewendeten Flansch 3 versehen, der in den /Glaskörper oder Isolator 4, der dieses Ende des Mantels abschließt, eingepreßt ist.

Der in Fig. 1 dargestellte Lampensockel gehört beispielsweise zur Gattung der Schraubsockel, weshalb der Mantel 2 mit äußeren Schraubenwindungen 5 versehen ist, um das Einschrauben des Lampensockels in eine mit einem entsprechenden Innengewinde versehene Lampenfassung zu ermöglichen. Der Sockel 1 kann ferner mit einem oder mehreren metallischen Endkpntakten oder Lochscheiben 6 versehen sein, \velchc von dem Isolator 4 gehalten sind und durch deren Loch 7 ein Zuleitungsdraht für die mit dem Sockel zu versehende elektrische Lampe zur Verlötung oder sonstigen Verbindung mit dem Endkontakt eingefädelt werden kann. Der Isolator 4 ist zu diesem Zweck mit einer Aussparung 8 versehen, die mit der Endkontaktöffnung 7 in Verbindung steht.

Bei der Herstellung des Lampcnsockels nach dem Verfahren der Erfindung· wird der Mantel 2 und die Lochscheibe 6 gemäß Fig. 2 in den nach oben offenen Hohlraum einer Form 9 eingesetzt, welche den Mantel und die Lochscheibe in der richtigen, beim Guß des Glaspfropfens 4 einzuhaltenden, gegenseitigen Lage sichert. Die Form 9 ist auf einem umlaufenden Träger angebracht, der in der Form einer Drehscheibe einen Bestandteil einer Sockelherstellungsmaschine üblicher Bauart bildet. Die Drehscheibe ro ist mit mehreren solchen Formen 9 versehen, die an ihrem Umfang in Abständen angeordnet sind, und wird absatzweise in Umlauf versetzt, um jede dieser Formen 9 nacheinander an verschiedenen je einen Arbeitsgang ausführenden Stellen der Maschine in Lage zu bringen.

Zuerst führt die Drehscheibe ι ο die Form 9 vor eine geeignete Zubringervorrichtung, welche den Sockelmantel 2 und die Lochscheibe 6 in die Form 9 einführt, die dann unter einen kontinuierlich fließenden Strom von geschmolzenem Glas kommt, das erfindungsgemäß zusammengesetzt ist. Die Form 9 empfängt an dieser Glaseinfüllstellc A eine gegebene Beschickungsmenge von geschmolzenem Glas dieser Art. Nach der Glasfüllstelle A wird die Form 9 nach den Stellen B und C der Maschine übergeführt, wo die zwischen benachbarten Formen

bei denn Hingang nach und bei deren Weggang vor der Glasfüllstellc A zurückbleibenden Glasfäden 12 an dem vorspringenden Rand des Sockelmantels 2 durch senkrecht hin und her gehende Messer 13, 14 aligetrennt werden, welche sich nach dem Rande oder der Kante des Sockelmantels senken und dadurch die Glasfaden 12 an dieser Kante abquetschen.

Von den der Abtrennung der Glasfäden dienenden Stellen/? und C wird die Forme; dann durch eine Anzahl Leerstellen geführt, damit sich das geschmolzene Glas in der Form auf deren Boden absetzen kann, worauf die Form 2 zu einer oder mehreren Glasformungsstellen D wciiergedreht wird, wo ein senkrecht auf und ab bewegter Formungskolben 15 in den Soekelmantcl 2 eintritt und das darin befindliche geschmolzene Glas zusammenpreßt und so den Glaspfropfen 4 des Sockels 1 formt. Dann wird die Bohrung 7 der Lochscheibe 6 an einer der nachfolgenden Stellen der Drehscheibe 10 mit Hilfe eines nicht dargestellten, senkrecht hin und her gehenden Doms von Glas befreit, worauf der fertige Sockel schließlich aus der Form 9 auf ein Kühlband ausgeworfen wird, wo er rasch mit' einer sozusagen an den Messingmantel angepaßten Geschwindigkeit abgekühlt wird. Auf diese Weise wird es möglich, in dem Glas ein Minimum von Spannung zu erzielen und dabei praktisch ein Aus,-glühen des Metallmantels zu vermeiden und so die mechanische Festigkeit des Messingmantels über einem bestimmten vorgeschriebenen Mindestwert zu halten. Diese geregelte, ein wesentliches Ausglühen des Messingmantels vermeidende Kühlung des Lampensockels kann je nach Art und Größe des selben entweder eine teilweise Wiedererhitzung des Sockels oder eine forcierte Abkühlung desselben verlangen. In den meisten Fällen jedoch wird, Avic bei der besonderen Sockclausführung nach der Zeichnung, ein beschleunigtes Abkühlen erforderlich sein, was z. B. durch Aufblasen von Kühlluft unmittelbar gegen den Sockel bei dessen Entlangführung auf dem Kühlband erreicht werden kann. Das für den Sockel [ verwendete Glas 1 1 ist von der in der Technik als weiches Glas bekannten -Gattung, das ■ für gewöhnlich ein Soda-Kalk-Glas ist und eine verhältnismäßig hohe Ausdchnungszahl von ungefähr 85 bis 95 X 10-⁷ im Gegensatz zu den den harten Gläsern eigenen, verhältnismäßig niedrigen Ausdchnungszahlcn von etwa 32 bis 37 ' ι ο-" hat. Soweit bekannt, hat man das bisher für Lampensockel benutzte Glas mit hoher Aus dehnungszahl stets durch Wiedereinschmelzen von Bruchglas, d. h. von Ausschußglas, und durch Zugabe von Mangandioxyd zur Färbung der Glasmasse erhalten. Der erforderliche Prozentsatz von Mangandioxyd schwankt je nach der Art des verwendeten Ausscliußglascs. Gewöhnliches Flaschenbruchglas erfordert gewöhnlich den Zusatz von 4 bis 6<Vo Mangan, um dem Gins eine gute Färbung zu vcrleihen, während i.ampenkolbenbruch für diesen Zweck nur etwa 2<>o Mangan verlangt. Der Grund für den Unterschied der notwendigen Manganmenge bei Flaschen- und bei Lampenkolbenbruchglas liegt darin, daß der Glasflaschenbruch im allgemeinen einen erheblichen kohlenstoffhaltigen Bestandteil in der Form von Staub und in den bernsteinfarbigen Flaschen auch Kohlenstoff selbst aufweist. Dieser Kohlenstoff reduziert das Mängandioxyd zu einem niedrigeren Oxydationszustand, der farblos ist, was zur Folge hat, daß mehr Mangan erforderlich ist, um eine Färbung zu erhalten und zu verhindern, daß das Glas im Endprodukt farblos erscheint. Typische Zusammensetzungen von Bruchglas aus Flaschen- und Lampenkolben, die bei der Herstellung von Lampensockeln nach der Erfindung vorteilhaft Verwendung finden können, sind:

SiO,,.
AL, Ö,
Ba" θ'.
CaO .
MgO.
Na₀O
K₁O .
Β.," Ο,.
S0_:,..

Klaschenbruchglas	74.0	Kolbenbrucliglas	ti / U
%	2,0		bis 74.0
7ΐ,ο bis	ο,5	71,0	- 2,0
ο,5 -	II,0	0,8	0,0
0,0 -	5,0	0,0	- 6,0
5,0 -	ΐ6,ο	4.5	- - 4.0
0,0 -	ο,6	3.0	- 17.4
13.0 -	ΐ,ο·	16,0	- 0,6
0,3 -	ο,4	0,1	1,0
0,0 -	ο/ο	- 0,4
0,1 -	0,1

Der Grund für die Färbung des Glases, das bei Lampenfassungen benutzt wird, ist nur das Aussehen. Klarglas erfüllt an sich ebenfalls den Zweck, verdeckt aber nicht die Fehler im Glas und den Sockelkitt der fertigen elektrischen Lampe und ergibt auch keinen günstigen Farbenkontrast mit dem glänzenden Messingmantel des Sockels.

Es ist bekannt, daß Gläser, die mit verschiedenen Oxyden gefärbt sind, andere Grade von Infrarotdurchlässigkeit bei erhöhten Temperaturen z. B. von 500⁰ C oder mehr als bei Raumtemperaturen aufweisen. Auch ist die sichtbare Farbe des Glases oder die Farbintensität bei Raumtemperatur kein Anzeichen dafür, wie die Infrarotdurchlässigkeit bei 500 C oder darüber sein wird. Auf Grund dieser Erkenntnis hat sich nun erfindungsgemäß ergeben, daß die mit Kobaltoxyd gefärbten Gläser mit geringerer Sprung- und Bruchgefahr in Lampensockel eingeschmolzen und rasch abgekühlt werden können als ein mit Mangan gefärbtes Glas. Mit Kobalt gefärbtes Glas ist nämlich bei hohen Temperaturen für infrarote Strahlen besser durchlässig als Manganglas. Auf Grund dieser Tatsache kann sich die Hitze in einem Preßkörper avis mit Kobaltoxyd gefärbtem Glas leichter über die ganze Glasmasse verteilen, wodurch weniger Spannungen in dem Glas auftreten, selbst wenn ein rasches Abkühlen ohne nachfolgendes Glühen oder Anlassen stattfindet. Diese Wirkung wird erzielt, obwohl das Glas bei Raumtemperatur von der gleichen sichtbaren Farbintensität für das Auge ist. Der einzige wahrnehmbare Unterschied zwischen den beiden Gläsern liegt darin, daß bei reflektiertem Licht das Kobaltglas eine blaue Tönung hat, während das Manganglas eine violette Tönung zeigt.

Gemäß der Erfindung kann der Betrag an Kobaltoxyd, der in der endgültigen Glaszusammensetzung vorhanden ist, im Bereich von etwa 0,03 bis etwa 1,0 Gewichtsprozent liegen. Vorzugsweise wird aber der Betrag an Kobaltoxyd so niedrig wie möglich gehalten, um gerade noch eine befriedigende Färbung des Glases zu bekommen. So kann eine einwandfreie Färbung z. B. mit ungefähr 0,0162 °/o Kobaltoxyd in der Glaszusammensetzung erreicht werden. Die ungefähren Zusammensetzungsbereiche von typischen Kobaltgläsern nach der Erfindung sind:

SiO., 65,0 bis 73,0 7„

Al.,0., 0,5 - 2,0%

BaO 0,0 - 0,5 %

CaO 4,0 - 11,0 ° ₀

MgO 0,0 - 2,5⁰A, -

Na., O 13,0 - 19,0 %

ao K.,0 0,1 - 0,6 °/₀

B₂O₃ 0,0 - 2,0 %

CoO 0,03 - 1,0 °.'_rt

Auf der Grundlage der augenblicklichen Materialpreise sind die Kosten der Färbung von aus Kolbenbruch erzeugtem Glas mit Kobaltoxyd ungefähr die gleichen wie mit Mangan. Jedoch für die Färbung von aus altem Flaschenglas gewonnenem Glas ist die Verwendung von Kobaltoxyd wesentlich billiger als von Mangan. Dies beruht auf der Tatsache, daß Kobaltoxyd im Gegensatz von Mangandioxyd nicht auf einen den Verlust der Farbe herbeiführenden niedrigeren Oxydationsgrad reduziert wird, so daß ein Mindestbetrag von Kobaltoxyd verwendet werden kann. Ein weiterer Vorteil der Benutzung" von Kobaltoxyd als Färbungsmittel liegt darin, daß die erforderliche Menge sehr klein ist und nur etwa 0,55 kg Kobaltoxyd für eine Tonne Bruchglas beträgt, während für Mangandioxyd bis zu 55 kg auf die Tonne Bruchglas notwendig sind. Daraus ergibt sich weiter eine Verringerung des Materialspeicherraumes und des für die Handhabung des Rohmaterials erforderlichen Arbeitsaufwandes. Da Mangandioxyd von sehr staubiger Beschaffenheit ist, wird bei der Mischung der erforderlichen großen Menge von Mangandioxyd die ganze Betriebsstätte mit schwarzem Staub bedeckt. Dieser Übelstand kann sich bei der Benutzung von Kobaltoxyd nicht einstellen.

Durch Verwendung von Glaszusammensetzungen nach der Erfindung konnte das Auftreten von gesprungenem oder gebrochenem Glas bei Herstellung von Lampensockeln praktisch beseitigt und gleichzeitig eine wesentlich bessere Qualität der Lampensockel bei gleichen oder niedrigeren Kosten erreicht werden. Außer der wesentlichen Verringerung des Ausschusses an gesprungenen und gebrochenen Gläsern wird auch eine Herabsetzung der inneren Spannung auf das mögliche Mindestmaß bei dem den Metallmantel des Lampensockels unten abschließenden Glasstopfen bei dessen Herstellung aus einer Glaszusammensetzung nach der Erfindung erzielt, was die Neigung des Glases zum Springen und Brechen auch während der Behandlung des fertigen Sockels oder während seiner Verbindung mit einer elektrischen Lampe ganz beideutend vermindert.

Claims

PATENTANSPRfCHE: SiO2 65,0 bis 73,0 0Z0 Al2O3 0,5 - 2,0% BaO 0,0 - 0,5% CaO 4,0 - ii,o°/rt MgO 0,0 - 2,5 0Zo Na20 13,0 - 19,00Z0 K20 0,1 - 0,60Z0 B2O3 o,o - 2,00Z0 CoO 0,03- 1,0 "Zo

1. Sockel für elektrische Lampen mit einem verhältnismäßig dünnwandigen Metallmantel und einem gefärbten Glaskörper aus gepreßtem Glas mit hoher Ausdehnungszahl, dadurch gekennzeichnet, daß der Glaskörper (4) Kobaltoxyd als Färbemittel, vorzugsweise in einem Betrag von 0,03 bis 1 Gewichtsprozent, enthält.

2. Lampensockel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Glaskörper (4) zwischen einem Messingmantel (2) und einem Metallendkontakt (6) liegt und nach dem Einbringen nicht nachgeglüht wurde.

3. Lampensockel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Glaskörper (4) zusammengesetzt ist aus

4. Verfahren zur Herstellung von Lampensockeln nach einem der Ansprüche 1 bis 3, _# dadurch gekennzeichnet, daß man an dem Sockelmantel (2) einen Isolatorpfropfen (4) aus geschmolzenem Glas mit hoher Ausdehnungszahl und mit Kobaltoxyd als Färbungsmittel durch Pressen herstellt und dann den Sockel (1) mit einer ein Ausglühen des Metallmantels (2) praktisch verhindernden Geschwindigkeit abkühlt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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