Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Glühlampe und eine nach diesem Verfahren gefertigte elektrische Glühlampe

Abstract

 Insbesondere bezieht sich das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren auf die Wendelmontage einer Halogenglühlampe, die mit einem rahmenartigen Gestell zur Halterung einer planaren Glühwendel (11) ausgestattet ist. Das rahmenartige Gestell wird erfindungsgemäß aus zwei vorgefertigten identischen Gestellhälften (4a, 4b) hergestellt. Beide Gestellhälften (4a, 4b) weisen jeweils einen Quarzsteg (7a, 7b) auf, der mit mehreren Wendelhalter (10a, 10b) und zwei Stützstreben (8a, 9a; 8b, 9b) versehen ist. Zur Wendelmontage werden die beiden Gestellhälften (4a, 4b) zusammen mit der Glühwendel (11) in eine Fixiervorrichtung eingelegt, die gewendelten Glühwendelenden (11a, 11b) auf die Stützstreben (8a, 8b) aufgefädelt, die Glühwendel (11) in die Wendelhalter (10a, 10b) eingehängt und durch Auseinanderziehen der Gestellhälften (4a, 4b) gespannt, und die Gestellhälften (4a, 4b) durch Verschweißen ihrer Stützstreben (8a, 8b, 9a, 9b) verbunden. Die erfindungsgemäße Wendelmontage ist mechanisiert und daher kostengünstig. Außerdem reduziert sie das Auftreten von Wendeloxidationen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Glühlampe gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine nach diesem Herstellungsverfahren gefertigte elektrische Glühlampe.

[0002] Die Patentschrift US 4,578,616 beschreibt eine Halogenglühlampe mit einer Glühwendel, die als planarer Leuchtkörper ausgebildet und in einem rahmenartigen Gestell innerhalb des Lampenkolbens fixiert ist. Das rahmenartige Gestell besteht im wesentlichen aus zwei mit Wendelhaltern versehenen Quarzbrücken, die durch zwei in die Quarzbrücken eingeschmolzene Stützstreben miteinander verbunden sind. Die gewendelten Glühwendelenden sind auf die beiden Stützstreben aufgefädelt und die ungewendelten, nichtleuchtenden Glühwendelabschnitte sind in die hakenförmigen Wendelhalter eingehängt.

[0003] Die im vorgenannten Patent beschriebene Halterung der Glühwendel erfordert, daß bei der Wendelmontage das Auffädeln der Glühwendelenden auf die beiden Stützstreben vor dem Einschmelzen der Stützstreben in die Quarzbrücken erfolgen muß. Diese Verfahrensweise hat aber den Nachteil, daß die Glühwendel beim Einschmelzen der Stützstreben in die Quarzbrükken stark erhitzt wird, so daß unerwünschte Oxidationen an der Glühwendel auftreten können, weil die Quarzbrücken bei diesem Fertigungsschritt auf eine Temperatur von mehr als 2000 °C erwärmt werden müssen. Oxidationen an der Glühwendel können während des Lampenbetriebes zu Belägen auf dem Lampenkolben führen und die Lebensdauer der Lampe reduzieren.

[0004] Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Glühlampe mit einer verbesserten Wendelmontage bereitzustellen, das insbesondere die vorgenannten Nachteile, die das Fertigungsverfahren gemäß des Standes der Technik aufweist, vermeidet sowie eine elektrische Glühlampe gemäß des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens bereitzustellen.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

[0006] Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren für elektrische Glühlampen zeichnet sich insbesondere durch eine verbesserte Wendelmontage aus. Das rahmenartige Gestell, in dem die Glühwendel gehaltert wird, besteht erfindungsgemäß aus zwei im wesentlichen identischen Gestellhälften, die bereits vor der Wendelmontage in separaten Arbeitsgängen vorgefertigt wurden. Diese beiden Gestellhälften werden als vorgefertigte Lampenteile, zusammen mit der Glühwendel, zur Wendelmontage in eine Fixiervorrichtung eingespannt. Der Aufbau des rahmartigen Gestells aus zwei im wesentlichen Hälften ermöglicht eine vollmechanisierte Fertigung der Gestellhälften, vereinfacht die Wendelmontage und reduziert die Herstellungskosten. Die Fertigung der Gestellhälften in separaten Arbeitsgängen vor der Wendelmontage hat den Vorteil, daß die Glühwendel während der Herstellung des Gestells, insbesondere während des Einschmelzens der Stützstreben in die Quarzstege, keiner hohen thermischen Belastung, die Oxidationen an der Glühwendel verursachen würde, ausgesetzt ist.

[0007] Die beiden erfindungsgemäßen Gestellhälften weisen jeweils einen aus einem elektrisch isolierenden Material bestehenden, mit Wendelhaltern versehenen Steg auf, an den mehrere Stützstreben befestigt sind. Die vorgenannten Stege bestehen vorzugsweise aus Quarzglas und die Stützstreben aus einem hochschmelzenden Metall. Jede der beiden Gestellhälften weist vorteilhafterweise zwei unterschiedlich lange Stützstreben auf, die in den entsprechenden Steg eingeschmolzen sind. Die gewendelten Glühwendelenden werden vorteilhafterweise auf die langen Stützstreben der Gestellhälften aufgefädelt. Zum Verbinden der beiden Gestellhälften werden vorteilhafterweise die freien Ende der langen Stützstreben mit den freien Enden der kurzen Stützstreben verschweißt. Dadurch wird gewährleistet, daß die Glühwendelenden außerhalb der Stützstrebenverbindung befestigt sind, und damit sichergestellt, daß die Stützstrebenverschweißung durch das Befestigen der Glühwendelenden an den Stützstreben nicht beschädigt wird. Die freien Enden der Stützstreben sind vorteilhafterweise im Verschweißungsbereich planiert.

[0008] Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1

eine Draufsicht auf eine vorgefertigte Gestellhälfte gemäß des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Figur 2

eine Seitenansicht der in Figur 1 abgebildeten Gestellhälfte

Figur 3

eine Draufsicht auf das komplette Gestell nach der Wendelmontage, einschließlich Einschmelzungsfolien und Stromzuführungen

Figur 4

eine schematische Darstellung einer entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte elektrische Glühlampe (Sockel ist nicht abgebildet)

[0009] Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren ist insbesondere auf elektrische Glühlampen mit planaren Glühwendeln, die in einem rahmenartigen Gestell gehaltert werden, anwendbar. Derartige Glühlampen werden beispielsweise zu optischen Abbildungen in Projektoren oder ähnlichen Geräten verwendet. Die in Figur 4 schematisch dargestellte erfindungsgemäße Glühlampe ist eine Halogenglühlampe mit einer Nennspannung von 230 V und einer elektrischen Leistungsaufnahme von ca. 500 W. Diese Lampe besitzt einen gasdicht verschlossenen Lampenkolben 1 aus Quarzglas, der an einem Ende einen Quetschfuß 1a aufweist. In dem Quetschfuß 1a sind zwei Molybdänfolien 2, 3 gasdicht eingeschmolzen. Diese Molybdänfolien 2, 3 sind einerseits elektrisch leitend mit einem innerhalb des Lampenkolbens 1 angeordneten Gestell, das zur Halterung und zum elektrischen Anschluß der planaren Glühwendel 11 dient, und andererseits jeweils mit einer aus dem Quetschfuß 1a herausragenden Stromzuführung 5, 6 verbunden. Nach dem Aufsockeln der Lampe steckt der Quetschfuß 1a in einem mit Kontaktstiften ausgestatteten Sockel (nicht abgebildet).

[0010] Das rahmenartige Gestell für die Glühwendel 11 besteht aus zwei vorgefertigten identischen Hälften 4a, 4b. Die erste Gestellhälfte 4a umfaßt einen Steg 7a aus Quarzglas, in den eine lange 8a und eine kurze 9a Stützstrebe aus Molybdän sowie vier hakenförmige Wendelhalter 10a ebenfalls aus Molybdän eingeschmolzen sind. Die zweite Gestellhälfte besteht, völlig analog, aus dem Quarzglassteg 7b, in dem ebenfalls eine lange 8b und eine kurze 9b Stützstrebe aus Molybdän sowie vier aus Molybdän gefertigte, hakenförmige Wendelhalter 10b eingeschmolzen sind. Die beiden Gestellhälften 4a, 4b werden durch eine Schweißverbindung zwischen den Stützstreben 8a, 9b bzw. 8b, 9a zusammengehalten. Die Glühwendel 11 ist mäanderförmig und besitzt mehrere einfach gewendelte Abschnitte, die durch ungewendelte Abschnitte voneinander getrennt sind. Die ungewendelten Abschnitte der Glühwendel 11 sind in die Wendelhalter 10a, 10b eingehängt. Die Glühwendel 11 ist mit ihren einfach gewendelten Enden an den langen Stützstreben 8a, 8b befestigt.

[0011] Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Glühlampe wird nun anhand der Figuren 1 bis 3 näher erläutert. Die Erfindung betrifft die Wendelmontage. Die nicht zur Wendelmontage gehörenden Fertigungsabläufe sind wohlbekannter Stand der Technik und werden daher nur beschrieben, wenn sie im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Wendelmontage stehen und zum Verständnis der Erfindung von Bedeutung sind.

[0012] Für die Montage der Glühwendel 11 im rahmenartigen Gestell werden zwei identische Gestellhälften 4a, 4b hergestellt. Der Aufbau einer derartigen Gestellhälfte 4a ist in den Figuren 1 und 2 schematisch dargestellt. Die Gestellhälfte 4a weist einen Steg 7a aus Quarzglas, in die eine lange 8a und eine kurze 9a Stützstrebe aus Molybdän sowie vier hakenförmige Wendelhalter 10a aus Molybdän eingeschmolzen sind. Die vier Wendelhalter 10a sind zwischen den Stützstreben 8a, 9a, äquidistant nebeneinander angeordnet. Allerdings ist der Abstand der langen Stützstrebe 8a zu dem ihr nächstgelegenen Wendelhalter 10a größer als der Abstand der kurzen Stützstrebe 9a zu dem ihr nächstgelegenen Wendelhalter 10a. Die freien Enden 13a, 14a der Stützstreben 8a, 9a sind planiert. Außerdem besitzen die Stützstreben 8a, 9a und die Wendelhalter 10a im Einschmelzungsbereich Anflachungen 12, die als Verdrehsicherung dienen. Der Steg 7a besteht aus zwei Quarzglasstäben 7a', 7a'', zwischen denen die Stützstreben 8a, 9a und die Wendelhalter 10a angeordnet sind. Zum Einschmelzen der Stützstreben 8a, 9a und der Wendelhalter 10a werden die Quarzglasstäbe 7a', 7a'' auf ihre Erweichungstemperatur erhitzt und anschließend zusammengepreßt. Nach dem Erkalten sind die Quarzglasstäbe 7a', 7a'' miteinander verschmolzen und bilden den Steg 7a mit den darin eingeschmolzenen Stützstreben 8a, 9a und Wendelhaltern 10a. Die Gestellhälften 4a, 4b werden vollmechanisiert in einem Balkengestellquetschrundläufer hergestellt.

[0013] Zur Wendelmontage werden zwei vorgefertigte Gestellhälften 4a, 4b derart in eine Fixiervorrichtung (nicht abgebildet) eingelegt, daß die Stege 7a, 7b parallel verlaufen und das freie Ende der langen Stützstrebe 8a der ersten Gestellhälfte 4a dem freien Ende der kurzen Stützstrebe 9b der zweiten Gestellhälfte 4b sowie das freie Ende der kurzen Stützstrebe 9a der ersten Gestellhälfte 4a dem freien Ende der langen Stützstrebe 8b der zweiten Gestellhälfte 4b zugewandt ist. Außerdem wird die ebenfalls vorgefertigte mäanderförmige Glühwendel 11 in die Fixiervorrichtung eingelegt. Dabei werden die einfach gewendelten Glühwendelenden 11a, 11b auf die langen Stützstreben 8a, 8b der Gestellhälften 4a, 4b aufgefädelt und die ungewendelten Abschnitte der Glühwendel 11 in die Wendelhalter 10a, 10b eingehängt. Danach werden die einfach gewendelten Abschnitte der Glühwendel 11 durch Auseinanderziehen der in der Fixiervorrichtung gelagerten Gestellhälften 4a, 4b, das heißt, durch Vergrößern des Abstandes zwischen den Stegen 7a, 7b, gespannt. Anschließend werden die beiden Gestellhälften 4a, 4b durch Verschweißen der planierten Enden ihrer Stützstreben 8a, 9a, 8b, 9b miteinander verbunden. Dabei wird das planierte Ende 13a der langen Stützstrebe 8a der ersten Gestellhälfte 4a mit dem planierten Ende der kurzen Stützstrebe 9b der zweiten Gestellhälfte 4b und das planierte Ende 14a der kurzen Stützstrebe 9a der ersten Gestellhälfte 4a mit dem planierten Ende der langen Stützstrebe 8b der zweiten Gestellhälfte 4b verschweißt. Hierfür eignen sich Laser- oder auch Widerstandsschweißung. Die auf die langen Stützstreben 8a, 8b aufgefädelten einfach gewendelten Glühwendelenden 11a, 11b werden ausgerichtet, an die Stützstreben 8a, 8b angedrückt und mittels Stromdurchgang, außerhalb der planierten Enden 13a an den Stützstreben 8a, 8b fixiert. Die am oberen Steg 7a überstehenden Enden der Stützstreben 8a, 9a werden gekürzt. Die am unteren Steg 7b überstehenden Enden der Stützstreben 8b, 9b werden jeweils mit einer Molybdänfolie 2, 3 verschweißt. Die beiden Molybdänfolien 2, 3 sind durch einen angeschweißten U-förmigen Molybdändraht 15 miteinander verbunden. Das so entstandene Gestell der Lampe ist in Figur 3 dargestellt. Es wird in den vorgefertigten Lampenkolben 1 eingeführt und ausgerichtet. Der Lampenkolben 1 wird dann in bekannter Weise über den Molybdänfolien 2, 3 dicht gequetscht und, üblicherweise über einen Pumpstengel, evakuiert und mit der Inertgas/Halogenmischung gefüllt. Nach dem gasdichten Einschmelzen der Molybdänfolien 2, 3 im Lampenkolbenfuß 1a wird der U-förmige Molybdändraht 15 aufgetrennt, so daß seine Schenkel nun die Stromzuführungen 5, 6 (Figur 4) bilden. Anschließend erfolgt das Sockeln der Lampe in bekannter Weise.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Glühlampe mit einer Glühwendel (11) und einem Lampenkolben (1) sowie mit einem rahmenartigen Gestell (4a, 4b) zur Fixierung der Glühwendel (11) innerhalb des Lampenkolbens (1), wobei das Verfahren die Glühwendelmontage in einem rahmenartigen Gestell (4a, 4b) einschließt, das im wesentlichen von zwei aus einem elektrisch isolierenden Material bestehenden und mit Wendelhaltern (10a, 10b) versehenen Stegen (7a, 7b) gebildet wird, die mittels Stützstreben (8a, 8b, 9a, 9b) miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Glühwendelmontage folgende Verfahrensschritte enthält:

- Herstellung zweier im wesentlichen identischer Gestellhälften (4a, 4b), wobei jede Gestellhälfte (4a, 4b) einen Steg (7a, 7b) aus einem elektrisch isolierenden Material mit darin verankerten Wendelhaltern (10a, 10b) und mit jeweils zwei an dem Steg (7a, 7b) befestigten Stützstreben (8a, 8b, 9a, 9b) aufweist,

- Fixieren der vorgefertigten Gestellhälften (4a, 4b) in einer Fixiervorrichtung, so daß die Stege (7a, 7b) im wesentlichen parallel ausgerichtet sind und die freien Enden der in den beiden Stegen befestigten Stützstreben (8a, 8b, 9a, 9b) einander zugewandt sind,

- Auffädeln des ersten gewendelten Glühwendelendes (11a) auf das freie Ende einer Stützstrebe (8a) der ersten Gestellhälfte (4a),

- Auffädeln des zweiten gewendelten Glühwendelendes (11b) auf das freie Ende einer Stützstrebe (8b) der zweiten Gestellhälfte (4b),

- Einhängen der Glühwendel (11) in die Wendelhalter (10a, 10b) und Spannen der Glühwendel (11) in der Fixiervorrichtung durch Vergrößern des Abstandes zwischen den beiden Stegen (7a, 7b),

- Verschweißen der Stützstreben (8a, 9a) der ersten Gestellhälfte (4a) mit den Stützstreben (8b, 9b) der zweiten Gestellhälfte (4b),

- Positionieren und Befestigen der aufgefädelten Glühwendelenden (11a, 11b) an den entsprechenden Stützstreben (8a, 8b).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege (7a, 7b) aus Quarzglas bestehen.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die derselben Gestellhälfte (4a, 4b) angehörenden Stützstreben (8a, 9a; 8b, 9b) in den zu dieser Gestellhälfte (4a, 4b) gehörenden Steg (7a, 7b) eingeschmolzen sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gestellhälften (4a, 4b) jeweils zwei unterschiedlich lange, aus einem hochschmelzenden Metall bestehende Stützstreben (8a, 8b, 9a, 9b) aufweisen.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erste gewendelte Glühwendelende (11a) auf die lange Stützstrebe (8a) der ersten Gestellhälfte (4a) und das zweite gewendelte Glühwendelende (11b) auf die lange Stützstrebe (8b) der zweiten Gestellhälfte (4b) aufgefädelt wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 4 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lange Stützstrebe (8a) der ersten Gestellhälfte (4a) mit der kurzen Stützstrebe (9b) der zweiten Gestellhälfte (4b) und die kurze Stützstrebe (9a) der ersten Gestellhälfte (4a) mit der langen Stützstrebe (8b) der zweiten Gestellhälfte (4b) verschweißt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Stützstreben (8a,8b, 9a, 9b) planiert sind, und die planierten Enden (13a, 14a) der Stützstreben (8a, 8b, 9a, 9b) miteinander verschweißt sind.

8. Elektrische Glühlampe, die gemäß des Verfahrens nach Anspruch 1 gefertigt wurde.

9. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell aus zwei vorgeformten, im wesentlichen identischen Gestellhälften (4a, 4b) besteht, wobei jede Gestellhälfte (4a, 4b) einen mit Wendelhaltern (10a, 10b) versehenen, aus einem elektrisch isolierenden Material bestehenden Steg (7a, 7b) und mindestens zwei darin eingeschmolzene Stützstreben (8a, 9a; 8b, 9b) aufweist, und wobei die beiden Gestellhälften (4a, 4b) durch Verschweißen ihrer Stützstreben (8a, 9a; 8b, 9b) zu einem rahmenartigen Gestell (4a, 4b) verbunden sind.

10. Elektrische Glühlampe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühwendel (11) einen flächenhaften Leuchtkörper bildet.

Zeichnung