DE936583C - Verfahren zur Befestigung eines Leitungsdrahtes an einem Metallkoerper - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 15. DEZEMBER 1955

G 10544 VIIIc/ 2i f

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Herstellung elektrischer Lampen u. dgl., die einen Glaskolben mit einem engeren Kolbenhals besitzen, an dem ein Metallsockel zur Anbringung der Lampe in einer Fassung befestigt ist. Im einzelnen bezieht sich die Erfindung auf eine Einrichtung zur Herstellung eines dauernden elektrischen Kontaktes zwischen einem Einführungsdraht und der Sockelhülse, welche als die eine Lampenklemme dient.

Lampen, bei denen beide Zuführungsdrähte an derselben Seite aus dem Glaskolben herausgeführt sind, werden im allgemeinen mit einem Sockel ausgerüstet, der aus einer Metallhülse und einem von ihr isolierten Endkontakt besteht. Die Hülse und der Endkontakt dienen als die beiden Klemmen zur Speisung des Glühdrahtes. Es muß also eine gute und haltbare Verbindung zwischen dem nach oben aus dem Lampenkolben herausreichenden Strom-Einführungsdraht und dem Endkontakt einerseits und dem seitlich umgebogenen Einführungsdraht und der Schraubhülse andererseits hergestellt werden. Bisher hat man normalerweise wenigstens bei den gewöhnlichen, für Haushaltszwecke bestimmten Lampengrößen und außerdem bei Photo-Blitzlichtlampen die Einführungsdrähte mit der Endklemme bzw. der Schraubhülse einfach verlötet. Aus diesem Grunde mußten die betreffenden Metallteile natürlich aus leicht lötbaren Metallen bestehen, z. B. aus Kupfer oder Messing. Wenn man jedoch billigere Metalle, z. B. Aluminium, für den Sockel oder wenigstens für die Schraubhülse verwenden will, so ist eine derartige Lötverbindung sowohl aus

Gründen der Haltbarkeit als aus Gründen der Herstellungskosten nicht befriedigend. Bei den üblichen Lampengrößen, wie Haushalts-Glühlampen, z. B. für HS Volt, kann man sich einer mechanischen Verbindung bedienen. Jedoch ist bei Niederspannungslampen mit hohem Strom und ferner bei Blitzlichtlampen eine rein mechanische Verbindung nicht immer genügend zuverlässig.

Ein Zweck der Erfindung ist, eine neue Lampenkonstruktion zu schaffen, bei der die Einführungsdrähte mit dem Sockel besser und billiger als bisher durch Schweißung verbunden sind.

Das vorliegende Verfahren zur Schweiß-Befestigung eines Leitungsdrahtes an einem Metallkörper besteht darin, daß erfindungsgemäß der Draht hinter den Rand des Metallkörpers eingebettet wird und sein Ende frei nach außen verläuft und daß ein elektrischer Strom solcher Größe durch dessen Drahtende und den Metallkörper hindurchgeleitet wird, daß der Draht an dem Metallkörper festschmilzt und sein Ende abreißt.

Fig. ι ist eine im Schnitt gezeichnete Seitenansicht eines Teiles einer erfindungsgemäßen elektrischen Lampe;

Fig. 2 ist eine Aufsicht auf einen Teil einer an sich bekannten Lampenherstellungsmaschine und auf einige mit ihr zusammenarbeitende Einrichtungen.

Fig. 3 und 4 sind Seitenansichten von Einrichtungen, welche die Einstellung der Lage und die Einbettung der Strom-Zuführungsdrähte vor dem eigentlichen Schweißvorgang erlauben;

Fig. 5 a ist eine Seitenansicht einer Schweißeinrichtung an einer'S teile der ganzen von den Lampenkolben durchlaufenden Bahn der Lampenherstellungsmaschine, während

Fig. 5 b die Klammern oder Klauen der Schweißeinrichtung nach ihrer Schließung erkennen läßt. Die Erfindung wird an Hand, eines Schraubsockels mittlerer Größe, wie er allgemein für Haushalts-Glühlampen und für die größeren Typen von Photo-Blitzlichtlampen verwendet wird, erläutert. Jedoch ist die Erfindung natürlich auch auf andere Größen und ebenso auf andere Sockeltypen anwendbar. So läßt sich die Erfindung z. B. bei Sockeln mit Bajonettverschluß ebenfalls verwenden, da bei diesen letzterwähnten Sockelarten ebenfalls eine Verbindung zwischen dem nach der Seite gebogenen Einführungsdraht und der zylindrischen Sockelhülse hergestellt werden muß.

In Fig. ι ist ein Teil einer elektrischen Lampe 1 mit einem Schraubsockel 2 dargestellt, der auf dem verengten Hals 3 eines Glaskolbens 4 (Fig. 3) angebracht ist. Der Sockel besteht aus dem mit Schraubengängen versehenen hülsenartigen Teils, einem Isolierkörper 6 und einer Kontaktscheibe 7, die an der oberen Stirnfläche des Isolierkörpers 6 befestigt ist. Der Sockel ist an dem Kolbenhals mit Hilfe eines Kittes 8 befestigt. Der nach oben aus 6q dem Kolben herausreichende Einführungsdraht 9 ist durch eine öffnung in der Kontaktscheibe 7 hindurchgeführt und kann mit dieser, wie bei 10 angedeutet, verlötet werden. Der andere Einführungsdraht ι r ist um das Kolbenende herumgebogen und verläuft zwischen dem Kolbenhals und der Schraubhülse bis zum Hülsenrand 12, mit dem er verschweißt ist. Die Schweiß-Stelle wird durch Schmelzen und anschließende Vermengung des Drahtmetalles und des Hülsenmetalles hergestellt, ohne Zusatz eines weiteten Metalles von außen, wobei das Verfahren wie im folgenden beschrieben, durchgeführt werden kann.

Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren läßt sich in einfacher Weise unter Benutzung von Einrichtungen gemäß der Fig. 2 bis 5 durchführen, die sich an den Stellen A, B und C einer bekannten Lampenherstellungsmaschine befinden. Eine derartige Maschine ist in der USA.-Patentschrift 1708756 (Erfinder: Fagan) beschrieben und besteht aus einer Rolle oder einem Turm, der bruchstückweise in Fig. 2 dargestellt und mit 14 bezeichnet ist, und einem in der Zeichnung nicht enthaltenen Antriebsmechanismus zur absätzweisen Bewegung des Turmes entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn, d. h. in der Richtung des Pfeiles 15. Die Bewegung des Turmes fördert einen Kolben an aufeinanderfolgende Arbeitsstellen für die dort auszuführenden einzelnen Bearbeitungsgänge. Am Umfang des Turmes sind Lampenhalter oder Lampenköpfe 16 befestigt. Jeder Halter enthält einen federnd befestigten Kolbenbecher 17, der an dem Kolben selbst an dessen Unterseite anliegt und eine obere Platte 18 mit einem Einschnitt 19 zum Einsetzen der Kontaktscheibe, sowie schließlich zwei gefederte Halteklauen 20, welche die Sockelhülse umfassen. In dieser Weise wird der Lampenkolben festgehalten und der Sockel auf den Kolbenhals durch die seitens der Feder 21 auf den Becher 17 ausgeübte Kraft aufgepreßt. Durch die Klauen 20 wird die Befestigung des Sockels unterstützt. In der Pause zwischen den Transportbewegungen der Maschine ruhen die Kolben an den einzelnen Arbeitsstellen.

An der Arbeitsstelle A trifft eine Lampe 1 mit einem Sockel 2 auf dem Kolbenhals ein, wobei der seitliche Einführungsdraht 11 zwischen dem Kolbenhals und der Sockelhülse, hindurchgeführt ist. -Der vorstehende Teil des Einführungsdrahtes liegt eng an der Kolbenwand an und ist nach abwärts gerichtet. Die Aufgabe der Einrichtung 23 an der Arbeitsstelle A besteht darin, den seitlichen Einführungsdraht nach aufwärts zu biegen, so daß er um den Hülsenrand scharf herumgebogen wird und von dort an in der Radialrichtung verläuft. Die hierzu dienende Einrichtung enthält einen Finger 24, der mittels eines Hebels 25 um den Punkt 26 auf einem Halter 27- drehbar ist, welcher in geeigneter Weise an einem feststehenden Teil der ganzen Maschine befestigt ist. Der Finger 24 ist an einer Stange 28 befestigt, welche sich ihrerseits in einem Kanal im Hebel 25 verschieben kann, und zwar innerhalb derjenigen Grenzen, die durch einen Stift 29 und einen Schlitz 30 bestimmt werden. Der Finger wird mittels einer Feder 31 zwischen dem kanalseitigen Ende des Kolbens 28 und einer Einstellschraube 32 zum Kolben hinbewegt. Infolge-

dessen liegt der Finger an der Seitenwand des Kolbens unter Federdruck an, hebt wegen der Abschrägung seiner vorderen Stirnfläche den seitlichen Einführungs draht ii von der Kolbenwand ab und führt ihn bis zu einem Anschlag 34, der am Halter 27 befestigt ist.

Die Schwenkung des Hebels 25 wird über einen Verbindungsstab 35, der bei 36 an diesem Hebel angelenkt ist, bewerkstelligt, und ferner mittels eines Hebels 38, der mittels einer Nockenscheibe 39 betätigt wird. Die Nockenscheibe ist dabei auf einer Achse 40 drehbar. Diese Welle 40 wird natürlich mit fester Geschwindigkeit von der Antriebseinrichtung des Turmes angetrieben und schwenkt den Hebel 25 nach aufwärts, worauf dieser Hebel anschließend wieder nach abwärts wandert. Die Stange 35 besteht aus zwei Teilen, welche mit einer Schraubhülse 41 gegen die Kraft einer Feder 42 miteinander verbunden sind. Diese Anordnung besitzt einen gewissen Totgang vermöge des Bewegungshubes, der von dem Stift 43 in dem Schlitz 44 durchlaufen werden kann und erlaubt eine Übersteuerung seitens der Stoßstange, wenn die Greifkante des Fingers 24 am Hülsenrand anstößt. Die Einrichtung ist in Fig. 3 in derjenigen Lage dargestellt, in der der Finger 24 an der oberen Grenze seines Winkelhubes angelangt ist. Der über den Hülsenrand hinausragende Teil des seitlichen Einführungsdrahtes ist bei ii_B punktiert in derjenigen Lage dargestellt, in der er sich vor dem Beginn der Verbiegung durch den Finger 24 befindet, während bei ii{, ausgezogen gezeichnet diejenige Lage veranschaulicht ist, in die der Draht durch den Finger 24 gebracht wird.

Die Lampe wird sodann an die Arbeitsstelle B der Maschine gebracht, wo eine Einbettungseinrichtung, die in Fig. 4 genauer dargestellt ist, auf den Draht einwirkt. Um eine einwandfreie Schweiß-Stelle zu erhalten, ist es von Vorteil, den Draht hinter dem Hülsenrand einzubetten und ihn ferner an dieser Stelle auch hinsichtlich seines Querschnitts zu verkleinern. Dieser Arbeitsgang wird mit Hilfe eines Schabers 47 am Ende einer Feder 31 bewerkstelligt, die in einer Bohrung eines Drehhebeis 25 sitzt, ebenso wie die Einrichtung 23 in Fig. 3. Mit Ausnahme des Schabers oder des Fingers an der Tauchstange ist die Einrichtung 46 ebenso wie die Einrichtung 23 ausgeführt, und die in Fig. 4 nicht dargestellten übrigen Bestandteile sind daher wie in Fig. 3 veranschaulicht zu denken. Der Schaber 47 ist mit einer abgerundeten Kante 48 versehen, welche den seitlichen Einführungsdraht ergreift und ihn um den Hülsenrand herumpreßt, während der Schaber sich nach oben bewegt. Der Draht kommt dadurch in die in Fig. 4 mit n_c bezeichnete Lage. Wegen der Reibungswirkung zwischen dem Schaber und dem Strom-Einführungsdraht wird der Querschnitt des Drahtes an der Stelle, an der er um den Hülsenrand herumgepreßt

So wird, vermindert. Mittels eines gebogenen Ansatzbleches 49, welches an der Oberseite des Schabers 47 befestigt ist, wird das obere Ende des Drahtes ii_c erfaßt, so daß bei dem Abwärtshub des Schabers dieses Drahtende wieder in eine waagerechte Lage gebracht wird, wie es bei 11 _d in Fig. 5 a dargestellt ist.

Sodann wird die Lampe an die Arbeitsstelle C transportiert, an welcher die in Fig. 5 a dargestellte Schweißeinrichtung wirksam wird. Diese Einrichtung übt auf den Draht gleichzeitig mit der Stromzuführung einen Zug aus, und vermöge des Stromdurchtritts wird also der Draht mit dem Hülsenrand verschweißt. Diese Einrichtung besteht aus zwei Klauen 51 und 52, die bei S3 an einem feststehenden Teil 54 angelenkt sind, welcher seinerseits über einen Isolierkörper 55 mit dem Maschinengestell verbunden ist. Die obere Klaue 51 wird mittels einer Feder 56 nach unten bewegt, und ihr Drehhub ist dabei durch einen Anschlag 57 am Maschinengestell begrenzt. Die untere Klaue 52 wird mittels einer Stange 58 betätigt, die im großen und ganzen gleichartig wie die Stange 35 in Fig. 3 ausgebildet ist. Diese Stange 58 besteht vorzugsweise aus einem nicht leitfähigen Stoff oder enthält einen Isolierteil, um die Klauen elektrisch von dem Maschinengestell zu isolieren. Die Stange 58 wird durch eine normale Nockenscheibe angetrieben, wobei die Nockenscheibe synchron mit dem Antrieb des Turmes bewegt wird, so daß die Klauen in geeigneten Zeitabständen während der Arbeitsperiode der Maschine betätigt werden.

Im Betrieb rückt der Turm den Kolben an die Arbeitsstelle C, und der seitlich herausragende Teil des seitlichen Einführungsdrahtes gelangt zwischen die dann geöffneten Klauen. Durch die Nockenscheibe und die Stoßstange wird die untere Klaue 52 nach oben geschwenkt und kommt mit der oberen Klaue 51 in Berührung, so daß der Draht lid gefaßt wird. Die Klauen sind nun durch die Feder 56 aufeinandergepreßt und bewegen sich zusammen nach oben, so daß der Einführungsdraht angezogen wird. Diese Zugspannung ist geringer als die zum Abbrechen des Drahtes an der Kante der Sockelhülse erforderliche Kraft. Der Verbindungsstab kann mit einer Hülse und einer Spannfeder unter Einhaltung eines gewissen Totraumes und unter Verwendung eines Anschlags ausgebildet werden, wie in Fig. 3 mit 41 bis 44 dargestellt ist, um einen größeren Hub des Verbindungsstabes zu ermöglichen und die auf den Draht ausgeübte Zugkraft zu begrenzen.

Der Kreis für den Schweiß-Strom verläuft über die Klauen 51 und 52 sowie über eine feststehende Bürste 59, welche an der Seite des Schraubsockels anliegt. Man kann sowohl Wechselstrom als auch Gleichstrom benutzen, jedoch hat sich Wechselstrom bestens bewährt und wird aus Bequemlichkeitsgründen gegenwärtig bevorzugt. Die Klauen 51, 52 und die feststehende Bürste 59 werden an die Ausgangsklemmen der Sekundärwicklung 60 eines Abwärtstransformators 61 nach Fig. Sb angeschlossen. Die Primärwicklung 62 ist mit einem Regelwiderstand 63 und einem Schalter 64 an das 60 Hz und 115 Volt besitzende Netz 65 angeschlossen. Der Schalter 64 kann mechanisch mit der Stange 58 verbunden sein, derart, daß er nach

Schließung der Klauen und Spannung des seitlichen Einführungsdrahtes gemäß Fig. 5 b schließt. Der Transformator 6r kann beispielsweise eine Primärspannung von 115 Volt, eine Sekundärspannung von 23 Volt und eine Kapazität von 750 Volt-Ampere besitzen.

Gemäß der Erfindung wird die Schweiß-Befestigung des Drahtes an der Sockelkante dadurch erreicht, daß ein genügend kräftiger Strom unmittel-

bar durch den Draht und den Lampensockel hindurchgeleitet wird. Dies kann bei verhältnismäßig geringer Spannung und unter Verwendung einer Stromquelle geringer Leistung geschehen, so daß die benachbarten Glasteile nicht überhitzt werden und keine übergroße Verdampfung von Metall bzw. Kondensation von Metall auf dem Glase stattfindet. Da der Strom-Einführungsdraht vorher hinter dem Hülsenrand eingebettet worden war, besteht bereits ein verhältnismäßig geringer Widerstand zwischen

Draht und Hülse. Auch die mechanische Spannung des Drahtes trägt zur Bildung eines geringen Übergangswiderstandes bei. Da der Strom-Einführungsdraht eine Querschnittsverminderung an derjenigen Stelle, an der er hinter den Hülsenrand eingebettet

ist und über einen anschließenden kurzen Teil seiner Länge erfahren hat, ist der Widerstand des Drahtes selbst unmittelbar neben der Berührungsstelle mit der.Hülse verhältnismäßig hoch. Daher erzeugt der Schweiß-Strom an dieser Stelle mehr

Wärme, so daß der Draht schmilzt und abreißt. Der an der Hülse anschmelzende Drahtteil stellt die Schweiß-Stelle dar, und der abgetrennte Drahtteil verbleibt zwischen den Klauen, bis er beim öffnen der Klauen herausfällt. Gewünschtenfalls kann dieses Drahtstück mittels eines Luftstromes zwischen den Klauen herausgeblasen werden.
' Es hat sich herausgestellt, daß diese Schweiß-Befestigung der seitlichen Einführungsdrähte von elektrischen Lampen nicht nur für Niederspan-

nungs-Hochstromlampen sehr vorteilhaft ist, sondern auch für Lampen mit hohen Betriebstemperaturen. So arbeiten beispielsweise manche größeren Glühlampen bei Temperaturen, bei der man sich auf gelötete Kontakte nicht mehr verlassen

kann. Die Erfindung kann bei beliebigen Metallkombinationen für die Schraubhülse und den Einführungsdraht verwendet werden, z. B. für Hülsen aus Messing, Aluminium oder Stahl und für Drähte aus Kupfer, Eisen oder Nickel. Das erfmdungs-

gemäße Schweiß-Verfahren kann an Stelle von bekannten Schweiß-Verfahren zur Herstellung von Lampen verwendet werden, derart, daß die Schweiß-Stelle lediglich" eine Mischung des Draht- und des Hülsenmetalls enthält. Solche Misch-SchweißrStellen lassen sich mit Widerständen herstellen, die gegenüber dem Gesamtwiderstand des Einführungsdrahtes zurücktreten, und die Schweiß-Stellen unterliegen keiner Zersetzung und lockern sich auch" nicht aus den gewöhnlichen Gründen.

Außer den beschriebenen Einrichtungen zur Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann man natürlich auch andere Einrichtungen mit dem gleichen Erfolg benutzen. Ebenso kann die nur als ein Ausführungsbeispiel beschriebene Lampenkonstruktion durch andere Konstruktionen ersetzt werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Schweiß-Befestigung eines Leitungsdrahtes an einem Metallkörper, insbesondere an der metallischen Schraubhülse einer elektrischen Lampe u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß der Draht hinter den Rand des Metallkörpers eingebettet wird und sein Ende frei nach außen verläuft und daß ein elektrischer Strom solcher Größe durch dieses Drahtende und den Metallkörper hindurchgeleitet wird, daß der Draht an dem Metallkörper festschmilzt und sein Ende abreißt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 in der Anwendung auf die Anschweißung eines seitlichen Strom-Einführungsdrahtes an die Metallhülse einer Lampe, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht um den Hülsenrand herumgebogen wird und sich dabei sein Querschnitt durch Anpressung an den Hülsenrand verkleinert.

3. Elektrische Lampe, mit einem Strom-Einführungsdraht, der an der Metallhülse des Lampensockels nach dem Verfahren gemäß An- go spruch r oder 2 angeschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom-Einführungsdraht mit der Hülsenkante verschweißt ist und daß die Schweiß-Stelle lediglich das Draht- und das Hülsenmetall enthält.

4. Einrichtung zur Herstellung von Lampen zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen Turm oder Tisch zur schrittweisen Weiterbewegung eines Kolbens mit einem darauf befestigten Sockel zu aufeinanderliegenden Arbeitsplätzen, durch eine Zugeinrichtung an einem dieser Plätze zur Herumbiegung des Drahtes, der aus der Lampe herausreicht um den Rand des Sockels, durch Greifklauen an einer weiteren Arbeitsstelle zur Erfassung und Anspannung .desi Drahtes und durch einen elektrischen Stromkreis zur Hin-

■ durchleitung eines Stromes durch den Draht und den Sockel zum Zweck, den Draht am Hülsenrand festzuschweißen. »0

Hierzu τ Blatt Zeichnungen

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