EP0756311A1 - Elektrodenwendel für Entladungslampen und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Elektrodenwendel - Google Patents

Elektrodenwendel für Entladungslampen und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Elektrodenwendel Download PDF

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EP0756311A1
EP0756311A1 EP96111382A EP96111382A EP0756311A1 EP 0756311 A1 EP0756311 A1 EP 0756311A1 EP 96111382 A EP96111382 A EP 96111382A EP 96111382 A EP96111382 A EP 96111382A EP 0756311 A1 EP0756311 A1 EP 0756311A1
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EP
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wire
section
turns
electrode coil
electrode
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Withdrawn
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EP96111382A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Hoffmann
Erolf Weinhardt
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Osram GmbH
Original Assignee
Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
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Publication date
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    • H01J31/10—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes
    • H01J31/12—Image or pattern display tubes, i.e. having electrical input and optical output; Flying-spot tubes for scanning purposes with luminescent screen
    • H—ELECTRICITY
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    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
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    • H01J61/073—Main electrodes for high-pressure discharge lamps
    • H01J61/0732—Main electrodes for high-pressure discharge lamps characterised by the construction of the electrode

Definitions

  • the invention relates to an electrode filament for discharge lamps according to the preamble of patent claim 1 and a method for producing such an electrode filament according to the preamble of patent claim 7.
  • Such an electrode coil is disclosed, for example, in US Pat. No. 3,729,787.
  • This electrode coil has a coiled tungsten wire, which is loosely wrapped with a braided wire.
  • the wrapping wire is wound around the coiled tungsten wire and around a first core wire arranged parallel to the tungsten wire, and then the unit consisting of coiled tungsten wire, first core wire and wrapping wire is wound around a second core wire.
  • the turns of the electrode coil or of the coiled tungsten wire consistently have an essentially circular cross section.
  • the two core wires are removed from the coil in an acid bath.
  • the US Pat. No. 3,736,458 also describes an electrode coil with a coiled tungsten wire, which is loosely wrapped with a braiding wire.
  • the turns of the electrode coil or of the coiled tungsten wire do not have an essentially circular cross section, as in US Pat. No. 3,729,787, but an oval cross section throughout. This shape is intended to prevent the wire from unwinding.
  • the electrode coil according to the invention has a coiled wire which has both turns with an essentially circular cross section and turns with an oval cross section.
  • the winding wire is reliably fixed against unrolling by the coil sections in which the turns have an oval cross section, so that fusing of the coil ends is unnecessary.
  • only two core wires are required to produce the electrode coil according to the invention. This enables cost-effective helical production.
  • the coil sections, in which the turns of the coiled wire have an oval cross section are advantageously located at the coil ends, since here the risk of the wrapping wire unrolling is greatest. In the case of long helices, it is advantageous to provide further helix sections outside of the helix ends, which have turns with an oval cross section.
  • spiral sections are preferably arranged regularly or equidistantly along the spiral.
  • the spiral sections are advantageously produced with the aid of a second core wire, which is flattened at regular intervals.
  • the unit consisting of the helix wire, the first core wire arranged parallel to it and the wrapping wire is wound around this second core wire.
  • turns with an oval cross section are formed in the flattened sections of the second core wire, while turns with a substantially circular cross section are formed in the non-flattened regions of the core wire.
  • the initially uncoiled tungsten wire 1 is aligned parallel to a first core wire 3 made of iron. Then the tungsten wire 1 and the core wire 3 are wrapped with the wrapping wire 2. From the schematic FIG. 4 it can be seen that the first core wire 3 has a slightly smaller wire thickness than the helical wire 1.
  • the unit consisting of the coiled tungsten wire 1, the first core wire 3 and the wrapping wire 2 is in turn a second, also made of iron existing core wire 4, which has a diameter of about 1 mm, wound.
  • the second core wire 4 is flattened at equidistant intervals of approx. 10 mm, which means that its dimension in the squeezing direction is reduced to approx. 80% of the diameter.
  • FIG. 4 shows a partial side view of a non-flattened section of the second core wire of the electrode coil with the helical wire 1, the first core wire 3 and the wrapping wire 2.
  • FIG. 5 a cross section through this helical section shown in FIG. 4 is shown.
  • the turns of the coiled tungsten wire 1 with the surrounding wire 2 have a substantially circular cross section in this coil section. After the two core wires 3, 4 have been etched out, this helical section corresponds to the helical section II shown in FIG. 2 or in FIG. 1.
  • FIG. 6 shows a cross section through a flattened section of the second core wire 4 with the coiled wire 1 wound around it, which in turn is wrapped in the wrapping wire 2.
  • the turns of the coiled tungsten wire 1 with the surrounding wire 2 have an oval cross section in this coil section.
  • the wires 1, 2, 3, 4 are severed in the middle of the flattened sections of the core wire 4. This creates electrode coils with flattened coil ends. Finally, the two core wires 3, 4 are detached in an acid bath. As a result, about 0.5 mm long coil sections I, III (FIGS. 1, 3) remain at the coil ends, the windings of which have an oval cross section, while the central coil section II has windings with an approximately circular cross section.
  • the electrode coils are then mounted in an electrode frame in a known manner and immersed in an emitter paste. The further assembly of the electrode frames is carried out in a known manner and will therefore not be described further here.
  • the electrode filaments according to the invention can also have additional filament sections with an oval cross section outside the filament ends.
  • This version is particularly advantageous for comparatively long rod helices.
  • the distance between the flattened sections of the second core wire 4 can be shortened, for example, to approximately 4.5 mm.
  • the electrode coil according to the invention explained in more detail above contains exactly one additional coil section arranged in the coil center, in which the coil wire has turns with an oval cross section, the length of which is approximately 1 mm.
  • An approximately 4.5 mm long spiral section then extends on both sides of this section, in which the turns of the spiral wire are approximately circular in cross section.
  • the coil ends are still formed by two approximately 0.5 mm long sections in which the turns of the coil wire have an oval cross section, so that the overall length of the electrode coil remains unchanged.
  • the core wires 3, 4 do not necessarily have to be made of iron, but can also be made of molybdenum, for example.
  • the invention is also applicable to triple coils, for example by winding the core wire 4 with the wires 1, 2, 3 thereon around a further core wire.

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  • Wire Processing (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft Elektrodenwendeln für Entladungslampen mit einem gewendelten Draht (1), der von einem Umspinnungsdraht (2) umwickelt ist. Der gewendelte Draht (1) weist sowohl Windungen (II) mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt als auch Windungen (I, III) mit ovalem Querschnitt auf. Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Stabwendel wird die aus dem gewendelten Draht (1), dem ersten Kerndraht (3) und dem Umspinnungsdraht (2) bestehende Einheit um einen zweiten Kerndraht (4) gewickelt, der stellenweise angeflacht ist. Dadurch wird ein Abrollen des Umspinnungsdrahtes (2) verhindert. Die Wendelherstellung ist kostengünstig, da nur zwei Kerndrähte benötigt werden und die Wendelenden nicht verschmolzen werden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Elektrodenwendel für Entladungslampen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Elektrodenwendel gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
  • Eine derartige Elekrodenwendel ist beispielsweise in der Patentschrift US 3,729,787 offenbart. Diese Elektrodenwendel besitzt einen gewendelten Wolframdraht, der lose mit einem Umspinnungsdraht umwickelt ist. Zur Herstellung dieser Wendel wird der Umspinnungsdraht um den gewendelten Wolframdraht und um einen parallel zum Wolframdraht angeordneten ersten Kerndraht gewickelt und anschließend die Einheit aus gewendelten Wolframdraht, ersten Kerndraht und Umspinnungsdraht um einen zweiten Kerndraht gewickelt. Dadurch weisen die Windungen der Elektrodenwendel bzw. des gewendelten Wolframdrahtes durchgängig einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf. Die beiden Kerndrähte werden in einem Säurebad aus der Wendel herausgelöst. Um ein Abwickeln des Umspinnungsdrahtes zu verhindern, werden gemäß des vorgenannten Patentes die Enden der Elektrodenwendel aufgeschmolzen. Eine derartige Verschmelzung der Wendelenden hat aber den Nachteil, daß die nutzbare Wendellänge um ca. 10-15% reduziert wird und erfordert daher einen entsprechend höheren Materialbedarf.
  • Das Patent US 3,736,458 beschreibt ebenfalls eine Elektrodenwendel mit einem gewendelten Wolframdraht, der lose mit einem Umspinnungsdraht umwickelt ist. Die Windungen der Elektrodenwendel bzw. des gewendelten Wolframdrahtes besitzen allerdings keinen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt wie in der US 3,729,787, sondern durchgängig einen ovalen Querschnitt. Diese Formgebung soll ein Abwickeln des Umspinnungsdrahtes verhindern. Nachteilig ist bei der Elektrodenwendel gemäß des Patentes US 3,736,458 aber, daß zur Herstellung dieser Elektrodenwendel drei Kerndrähte benötigt werden.
  • Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Elektrodenwendel für Entladungslampen bereitzustellen, deren Umspinnungsdraht hinreichend gegen Abrollen gesichert ist und die möglichst kostengünstig herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 7 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Die erfindungsgemäße Elektrodenwendel besitzt einen gewendelten Draht, der sowohl Windungen mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt als auch Windungen mit ovalem Querschnitt aufweist. Der Umspinnungsdraht wird durch die Wendelabschnitte, in denen die Windungen einen ovalen Querschnitt besitzen, zuverlässig gegen ein Abrollen fixiert, so daß ein Verschmelzen der Wendelenden unnötig ist. Außerdem werden zur Herstellung der erfindungsgemäßen Elektrodenwendel nur zwei Kerndrähte benötigt. Dadurch wird eine kostengünstige Wendelfertigung ermöglicht. Die Wendelabschnitte, in denen die Windungen des gewendelten Drahtes einen ovalen Querschnitt aufweisen, befinden sich vorteilhafterweise an den Wendelenden, da hier die Gefahr, daß der Umspinnungsdraht abrollt, am größten ist. Bei langen Wendeln ist es vorteilhaft, auch außerhalb der Wendelenden weitere Wendelabschnitte vorzusehen, die Windungen mit einem ovalen Querschnitt besitzen. Diese Wendelabschnitte sind vorzugsweise regelmäßig oder äquidistant entlang der Wendel angeordnet. Hergestellt werden die Wendelabschnitte, deren Windungen einen ovalen Querschnitt aufweisen, vorteilhafterweise mit Hilfe eines zweiten Kerndrahtes, der in regelmäßigen Abständen angeflacht ist. Um diesen zweiten Kerndraht ist die aus dem Wendeldraht, dem parallel dazu angeordneten ersten Kerndraht und dem Umspinnungsdraht bestehende Einheit gewickelt. Beim Aufwickeln des gewendelten Drahtes auf den zweiten Kerndraht entstehen in den angeflachten Abschnitten des zweiten Kerndrahtes Windungen mit ovalem Querschnitt, während in den nicht-angeflachten Bereichen des Kerndrahtes Windungen mit im wesentlichen kreisförmigem Querschnitt geformt werden.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Elektrodenwendel entsprechend eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
    Figur 2
    einen vergrößert dargestellten Ausschnitt (schematisch) der Elektrodenwendel aus der Figur 1
    Figur 3
    eine Draufsicht (schematisch) auf ein Ende der erfindungsgemäßen Elektrodenwendel entsprechend der Figur 1
    Figur 4
    eine Seitenansicht eines nicht angeflachten Wendelabschnittes der erfindungsgemäßen, in Figur 1 abgebildeten Elektrodenwendel mit Kerndrähten
    Figur 5
    einen Querschnitt (schematisch) durch den nicht angeflachten Wendelabschnitt der erfindungsgemäßen, in Figur 1 abgebildeten Elektrodenwendel mit Kerndraht
    Figur 6
    einen Querschnitt (schematisch) durch den angeflachten Wendelabschnitt der erfindungsgemäßen, in Figur 1 abgebildeten Elektrodenwendel mit Kerndraht
    in der Figur 1 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Elektrodenwendel schematisch dargestellt. Es handelt sich hierbei um eine stabförmige Elektrodenwendel für eine stabförmige Leuchtstofflampe mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von ca. 58 W. Diese Elektrodenwendel ist mit Endabschnitten I, III ausgestattet, in denen die Windungen des gewendelten Drahtes 1 (Figur 2) einen ovalen Querschnitt aufweisen, während im mittleren Wendelabschnitt II die Windungen des gewendelten Drahtes 1 einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt besitzen. Die Endabschnitte I, III erstrecken sich jeweils über eine Länge von ca. 0,5 mm, während der mittlere Wendelabschnitt II ca. 10 mm lang ist. Der Durchmesser der Elektrodenwendel beträgt im mittleren Abschnitt II ungefähr 1,2 mm. Figur 2 ist eine Ausschnittsvergrößerung des mittleren Wendelabschnittes II der erfindungsgemäßen Elektrodenwendel aus Figur 1. Sie zeigt den Aufbau der erfindungsgemäßen Elektrodenwendel. Die Elektrodenwendel besteht aus einem einfach gewendelten Wolframdraht 1, der auf seiner gesamten Länge lose von einem dünneren, ebenfalls aus Wolfram bestehenden Umspinnungsdraht 2 umwickelt ist. Die Drahtstärken betragen für den gewendelten Wolframdraht ca. 71 µm und für den Umspinnungsdraht ca. 20 µm. Aus der schematischen Figur 3 ist zu entnehmen, daß der große Halbmesser der Windungen mit ovalem Querschnitt in den Wendelabschnitten I, III größer als der Radius der zum Abschnitt II gehörenden Windungen mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt ist, während der kleine Halbmesser der Windungen mit ovalem Querschnitt in den Wendelabschnitten I, III kleiner als der Radius der zum Abschnitt II gehörenden Windungen mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt ist.
  • Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Elektrodenwendel wird der zunächst noch ungewendelte Wolframdraht 1 parallel zu einem ersten, aus Eisen bestehenden Kerndraht 3 ausgerichtet. Dann werden der Wolframdraht 1 und der Kerndraht 3 mit dem Umspinnungsdraht 2 umwickelt. Aus der schematisierten Figur 4 geht hervor, daß der erste Kerndraht 3 eine etwas geringere Drahtstärke besitzt als der Wendeldraht 1. Die aus dem gewendelten Wolframdraht 1, dem ersten Kerndraht 3 und dem Umspinnungsdraht 2 bestehende Einheit wird nun ihrerseits um einen zweiten, ebenfalls aus Eisen bestehenden Kerndraht 4, der einen Durchmesser von ca. 1 mm besitzt, gewickelt. Der zweite Kerndraht 4 ist in äquidistanten Abständen von ca. 10 mm angeflacht, das heißt, daß seine Abmessung in Quetschrichtung auf ca. 80% des Durchmessers reduziert ist. Die Länge dieser angeflachten Abschnitte beträgt ungefähr 1 mm. Dadurch erhalten die Windungen des gewendelten Wolframdrahtes 1 in den angeflachten Kerndrahtabschnitten einen ovalen Querschnitt, während die Windungen der Elektrodenwendel bzw. des gewendelten Wolframdrahtes 1 in den nicht angeflachten Kerndrahtabschnitten einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Es sei hier angemerkt, daß durch den Quetschvorgang die Abmessung der angeflachten Kerndrahtabschnitte senkrecht zur Quetschrichtung und zur Wendelachse größer als der Durchmesser der nicht angeflachten Kerndrahtabschnitte ist. Die Figur 4 zeigt ausschnittweise eine Seitenansicht eines nicht angeflachten Abschnittes des zweiten Kerndrahtes der Elektrodenwendel mit dem Wendeldraht 1, dem ersten Kerndraht 3 und dem Umspinnungsdraht 2. In Figur 5 ist ein Querschnitt durch diesen in Figur 4 abgebildeten Wendelabschnitt dargestellt. Die Windungen des gewendelten Wolframdrahtes 1 mit dem ihn umgebenden Umspinnungsdraht 2 besitzen in diesem Wendelabschnitt einen im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt. Nach dem Herausätzen der beiden Kerndrähte 3, 4 entspricht dieser Wendelabschnitt dem in Figur 2 bzw. in Figur 1 abgebildeten Wendelabschnitt II.
  • Figur 6 zeigt einen Querschnitt durch einen angeflachten Abschnitt des zweiten Kerndrahtes 4 mit dem darum gewickelten Wendeldraht 1, der seinerseits vom Umspinnungsdraht 2 umschlungen ist. Die Windungen des gewendelten Wolframdrahtes 1 mit dem ihn umgebenden Umspinnungsdraht 2 besitzen in diesem Wendelabschnitt einen ovalen Querschnitt.
  • Nach Beendigung der Wickelvorgänge werden die Drähte 1, 2, 3, 4 in der Mitte der angeflachten Abschnitte des Kerndrahtes 4 durchtrennt. Dabei entstehen Elektrodenwendeln mit angeflachten Wendelenden. Alqschließend werden die beiden Kerndrähte 3, 4 in einem Säurebad herausgelöst. Dadurch verbleiben an den Wendelenden ca. 0,5 mm lange Wendelabschnitte I, III (Figuren 1, 3), deren Windungen einen ovalen Querschnitt aufweisen, während der mittlere Wendelabschnitt II Windungen mit einem annähernd kreisförmigen Querschnitt besitzt. Die Elektrodenwendeln werden anschließend in bekannter Weise in ein Elektrodengestell montiert und in eine Emitterpaste getaucht. Die weitere Montage der Elektrodengestelle erfolgt auf bekannte Weise und soll daher hier nicht weiter beschrieben werden.
  • Die Erfindung beschränkt sich nicht auf das oben näher beschriebene Ausführungsbeispiel. So können die erfindungsgemäßen Elektrodenwendeln beispielsweise auch außerhalb der Wendelenden zusätzliche Wendelabschnitte mit einem ovalen Querschnitt aufweisen. Besonders vorteilhaft ist diese Ausführung bei vergleichsweise langen Stabwendeln. Der Abstand der angeflachten Abschnitte des zweiten Kerndrahtes 4 kann beispielsweise auf ca. 4,5 mm verkürzt werden. In diesem Fall enthält die oben näher erläuterte erfindungsgemäße Elektrodenwendel noch genau einen zusätzlichen, in der Wendelmitte angeordneten Wendelabschnitt, in dem der Wendeldraht Windungen mit einem ovalen Querschnitt besitzt, dessen Länge ca. 1 mm beträgt. Zu beiden Seiten dieses Abschnittes erstrecken sich dann je ein ca. 4,5 mm langer Wendelabschnitt, in denen die Windungen des Wendeldrahtes im Querschnitt annähernd kreisförmig sind. Die Wendelenden werden nach wie vor von zwei ca. 0,5 mm langen Abschnitten geformt, in denen die Windungen des Wendeldrahtes einen ovalen Querschnitt aufweisen, so daß die Gesamtlänge der Elektrodenwendel unverändert bleibt.
  • Die Kerndrähte 3, 4 müssen nicht unbedingt aus Eisen bestehen, sondern können beispielsweise auch aus Molybdän gefertigt sein. Außerdem ist die Erfindung auch auf Tripelwendeln anwendbar, indem beispielsweise der Kerndraht 4 mit den darauf befindlichen Drähten 1, 2, 3 um einen weiteren Kerndraht gewickelt wird.

Claims (9)

  1. Elektrodenwendel für Entladungslampen mit einem gewendelten, Draht (1), der von einem Umspinnungsdraht (2) umwickelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der gewendelte Draht (1) sowohl Windungen (II) mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt als auch Windungen (I, III) mit ovalem Querschnitt aufweist.
  2. Elektrodenwendel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der große Halbmesser der Windungen (I, III) mit ovalem Querschnitt größer als der Radius der Windungen (II) mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt ist und daß der kleine Halbmesser der Windungen (I, III) mit ovalem Querschnitt kleiner als der Radius der Windungen (II) mit im wesentlichen kreisförmigen Querschnitt ist.
  3. Elektrodenwendel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der gewendelte Draht (1) an den Enden der Elektrodenwendel Windungen (I, III) besitzt, die einen ovalen Querschnitt aufweisen.
  4. Elektrodenwendel nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenwendel zumindest einen außerhalb der Wendelenden angeordneten Wendelabschnitt besitzt, in denen die Windungen des gewendelten Drahtes (1) einen ovalen Querschnitt aufweisen.
  5. Elektrodenwendel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenwendel in regelmäßigen Abständen Abschnitte aufweist, in denen die Windungen des gewendelten Drahtes (1) einen ovalen Querschnitt besitzen.
  6. Elektrodenwendel nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte, in denen die Windungen des gewendelten Drahtes (1) einen ovalen Querschnitt besitzen, äquidistant angeordnet sind.
  7. Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenwendel mit einem gewendelten Draht (1), der von einem Umspinnungsdraht (2) umwickelt ist, wobei im Verlauf des Verfahrens der Umspinnungsdraht (2) um den gewendelten Draht (1) und um einen parallel zum gewendelten Draht (1) angeordneten ersten Kerndraht (3) gewickelt wird, und anschließend die aus dem gewendelten Draht (1), dem ersten Kerndraht (3) und dem Umspinnungsdraht (2) bestehende Einheit um einen zweiten Kerndraht (4) gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Kerndraht (4) stellenweise angeflacht ist.
  8. Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenwendel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die angeflachten Abschnitte des Kerndrahtes (4) regelmäßig entlang des Kerndrahtes angeordnet sind.
  9. Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenwendel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die angeflachten Abschnitte des Kerndrahtes (4) äquidistant angeordnet sind.
EP96111382A 1995-07-28 1996-07-15 Elektrodenwendel für Entladungslampen und Verfahren zur Herstellung einer derartigen Elektrodenwendel Withdrawn EP0756311A1 (de)

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