DE3802729A1 - Verfahren zur herstellung eines roehrenlampenkolbens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Röhrenlampenkolbens, insbesondere eines Röhrenlampen­ kolbens (tubular bulb) mit einem zusammengedrückten (abgeflachten) Querschnitt.

Als Leuchtstofflampe, die mit einer Glühlampe kompatibel ist, wird eine Leuchtstofflampeneinheit mit einer ge­ wundenen oder gefalteten Entladungsstrecke verwendet. Ein Beispiel für eine solche Leuchtstofflampeneinheit ist in der USA-Patentanmeldung Serial No. 9 12 126 (16.9.1986) beschrieben. Diese Leuchtstofflampeneinheit weist eine gewundene oder gefaltete Leuchtstofflampe (oder -röhre) mit mehreren U-förmigen, röhrenförmigen Kolben auf, von denen jeder einen zusammengedrückten Querschnitt besitzt. Der Kolben umfaßt eine Röhre, die längs einer in einer einzigen Ebene liegenden U-förmigen Krümmung gekrümmt ist und einen länglichen, in der Richtung senkrecht zu dieser Fläche zusammengedrückten oder abgeflachten Quer­ schnitt aufweist. Aufgrund dieser Querschnittsform des Kolbens ist die relative Oberfläche zur Querschnittsfläche des Kolbens vergrößert, wodurch die Wärmeableitungs­ eigenschaft der Leuchtstofflampe verbessert ist. Infolge­ dessen wird eine thermische Zersetzung eines auf die Innenseite der Leuchtstofflampe aufgebrachten Leucht­ stoffüberzugs unterdrückt, wodurch eine Erhöhung der Lampeneingangsleistung und mithin der Lichtemissionsin­ tensität oder -leistung ermöglicht wird. Außerdem wird mit einem solchen Kolbenquerschnitt eine gute Nutzleistung des von der Lampe emittierten Lichts erreicht.

Bei dem in der genannten USA-Patentanmeldung beschriebenen Verfahren wird ein U-förmiger Lampen-Kolben vollständig mittels Form(gesenk)teilen aus einer Glasröhre geformt. Zwischen geraden Abschnitten des U-förmigen Kolbens wird eine durchgehende Wand (d.h. ein Steg) gebildet. Da die durchgehende Wand zwischen den geraden Abschnitten (Schenkeln) des Kolbens vorhanden ist, ist eine gleich­ mäßige Erwärmung des Kolbens, insbesondere seiner End­ abschnitte, schwierig (zu erreichen). Aus diesem Grund können Elektrodenhalterungen und andere Teile nicht zu­ verlässig mit dem Kolben bzw. seinen Endabschnitten verbunden werden. Demzufolge ist ein Arbeitsgang zum teil­ weisen Entfernen der durchgehenden Wand wesentlich.

Die JP-Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 57-37 449 be­ schreibt einen spiralförmigen Kolben für eine Quecksilber­ dampflampe eines zusammengedrückten Querschnitts. Dieser Kolben umfaßt eine spiralförmig gebogene Röhre eines länglichen, in Krümmungsrichtung zusammengedrückten Quer­ schnitts. Dies bedeutet, daß der Kolben in Richtung eines kleinen oder Neben-Durchmessers des länglichen Querschnitts gekrümmt oder gebogen ist. Mit anderen Worten: dieser Kolben für eine Quecksilberdampflampe unterscheidet sich bezüglich der Zusammendrückrichtung vom U-förmigen Kolben für eine Leuchtstofflampe.

Dieser Kolben für eine Quecksilberdampflampe kann nach einem herkömmlichen, dem Fachmann bekannten Verfahren her­ gestellt werden. Dabei wird eine erwärmte, gerade Glas­ röhre um ein erwärmtes Form-Werkzeug herumgebogen, um eine spiralförmige Glasröhre zu formen. Beim Biegen wird die Röhre so verformt, daß sie einen zusammengedrückten (compressed) Querschnitt erhält. Wenn der erwähnte U-för­ mige Kolben für eine Leuchtstofflampe auf diese Weise her­ gestellt wird, wird eine Differenz zwischen der äußersten und der innersten Fläche der gekrümmten Glasröhre sehr groß. Aus diesem Grund variiert die Wanddicke des herge­ stellten Kolbens örtlich, was einen sehr großen Prozentsatz an fehlerhaften bzw. Ausschuß-Erzeugnissen bedingt.

Im Hinblick auf diese Gegebenheiten liegt der Erfindung damit die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung eines gekrümmten oder gebogenen Lampen- Kolbens der angegebenen Art zu schaffen, bei welchem die Zahl der Fertigungsschritte verringert und der Prozent­ satz an fehlerhaften Erzeugnissen verkleinert sein sollen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekenn­ zeichneten Maßnahmen gelöst.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Röhrenlampenkolbens, bei dem eine gerade Glasröhre mit offenen Endabschnitten vorgesehen, die gerade Glasröhre so gebogen, daß eine Achse derselben in einer ebenen Fläche (plane surface) liegt und einer vorbestimmten Krümmung entspricht, und die gekrümmte Glasröhre so ver­ formt werden, daß die Glasröhre einen länglichen Quer­ schnitt mit auf der ebenen Fläche liegendem Hauptdurch­ messer erhält.

Außerdem wird im Verformungsschritt die gekrümmte Glas­ röhre zu einem Kolben umgeformt, wobei die gekrümmte Glasröhre erwärmt und erweicht, die erwärmte/erweichte Glasröhre zwischen zwei einander gegenüberstehenden Form(gesenk)teilen mit jeweils einer Formnut entsprechend der vorbestimmten Krümmung und dem länglichen Querschnitt positioniert und die Glasröhre zur Formung des Kolbens durch die Formteile verspannt wird.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Dar­ stellung einer Leuchtstofflampe mit gewundener oder gefalteter Entladungsstrecke,

Fig. 2 bis 8 schematische Darstellungen eines Aus­ führungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Ver­ fahrens zur Herstellung eines gekrümmten Lampen-Kolbens, wobei im einzelnen zeigen: Fig. 2 bis 5 Darstellungen zur Verdeutlichung von Fertigungsschritten, Fig. 6 eine perspek­ tivische Darstellung eines nach dem erfindungs­ gemäßen Verfahren hergestellten Kolbens, Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie I-I in Fig. 6 und Fig. 8 einen Schnitt längs der Linie II-II in Fig. 6,

Fig. 9 eine Schnittansicht einer Abwandlung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestell­ ten Kolbens mit einer Querschnittsform ent­ sprechend derjenigen nach Fig. 7 und

Fig. 10 eine perspektivische Darstellung einer anderen Abwandlung des nach dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren hergestellten Lampen-Kolbens.

Fig. 1 veranschaulicht eine Leuchtstofflampe mit einer gewundenen bzw. gefalteten (convoluted) Entladungsstrecke. Die Leuchtstofflampe 10 umfaßt U-förmige Kolben 12, Verbindungselemente 14 sowie Elektrodenhalter oder -sockel 16. Der U-förmige Kolben 12 besteht aus einer Glasröhre, die längs einer in einer (einzigen) Ebene liegenden U- förmigen Krümmung oder Kurve gekrümmt ist und eine längliche Querschnittsform mit einem in der genannten Ebene liegenden Hauptdurchmesser aufweist.

Im folgenden ist ein erfindungsgemäß verbessertes Ver­ fahren zur Herstellung eines Lampen-Kolbens der oben angegebenen Art anhand der Zeichnung erläutert. Zunächst wird gemäß Fig. 2 eine gerade Glasröhre 26 mit zwei offenen Enden vorgesehen. Die Glasröhre 26 weist einen ringförmigen bzw. kreisförmigen Querschnitt mit einem Innendurchmesser entsprechend einem Außendurchmesser eines später einzu­ setzenden Elektrodenhalters 16 und eine vorbestimmte Länge entsprechend einer Abwicklungslänge eines zu for­ menden, gekrümmten Kolbens 12 auf. Die Glasröhre 26 wird auf eine Erweichungstemperatur erwärmt und zu diesem Zweck durch eine Heizeinrichtung, z.B. einen Gasbrenner 28, erweicht. Die erwärmte und erweichte Glasröhre 26 wird in einem Mittelbereich längs ihrer Axialrichtung im wesentlichen U-förmig gebogen. Da hierbei die Glasröhre 26 an ihren beiden Endabschnitten 18 gehaltert ist, wird nur der zu krümmende Mittelabschnitt der Glasröhre 26 erwärmt und erweicht. Die Glasröhre 26 wird sodann so gekrümmt oder gebogen, daß ihre Achse im wesentlichen in einer einzigen Ebene liegt und sie praktisch eine U-Form annimmt. Hierbei entstehen praktisch parallel zu­ einander verlaufende gerade Abschnitte (Schenkel) und ein diese geraden Abschnitte miteinander verbindender Verbindungsabschnitt. Gemäß den Fig. 3 und 4 wird die im wesentlichen U-förmige Glasröhre 26 an ihren Endab­ schnitten 18 gehaltert und aufgehängt, wobei ein von den Endabschnitten 18 verschiedener Abschnitt mittels eines Gasbrenners 30 gleichmäßig erwärmt und erweicht wird. Anschließend wird gemäß den Fig. 4 und 5 nur der erwärmte/ erweichte Abschnitt der Glasröhre 26 zwischen zwei Form­ teilen 30 und 32 verspannt und dadurch geformt. Bei diesem Formvorgang wird eine Querschnittsform der U-förmigen Glasröhre 26 auf eine vorbestimmte längliche Querschnitts­ form geändert.

Das für diesen Formvorgang verwendete Formteilpaar umfaßt einen rechten (male) Formteil 30 und einen linken (female) Formteil 32. Die Formteile 30 und 32 weisen eine zueinander im wesentlichen symmetrische Form auf. Wenn die Formteile 30 und 32 gegeneinander angesetzt bzw. geschlossen sind, ist zwischen ihnen ein Formraum 34 festgelegt, der im wesentlichen der Außenform des praktisch U-förmigen Kolbens 12 entspricht. Die Formteile 30 und 32 weisen symmetrische Formflächen 36 bzw. 38 auf, welche den Umriß des Form­ raums 34 definieren. Beim erfindungsgemäßen Herstellungs­ verfahren wird jedoch nicht die gesamte Glasröhre geformt, sondern nur ein von den Endabschnitten 18 der Glasröhre 26 verschiedener Abschnitt, wie dies später noch näher erläutert werden wird. Infolgedessen weisen die Formteile 30 und 32 keine Formfläche oder Formnut in einem Bereich entsprechend den Endabschnitten 18 des Kolbens 12 auf. Die Länge eines Umrisses eines Schnitts jeder Formfläche 36 und 38 in einer Richtung senkrecht zur Achse des Kolbens 12 entspricht praktisch der Hälfte des Außenum­ fangs der Glasröhre 26 vor dem Formen. Mit anderen Worten: der zwischen den Formteilen 30 und 32 festgelegte Form­ raum 34 ist so ausgestaltet, daß eine Länge eines Außen­ umfangs eines Querschnitts eines zu formenden, zusammen­ gedrückten Kolbens praktisch der Außenumfangslänge der Glasröhre 26 entspricht. Beim erfindungsgemäßen Formvor­ gang wird daher die Glasröhre 26 nicht zur Erzielung eines Erzeugnisses einer völlig verschiedenen Form geformt, sondern lediglich zur Umformung ihres kreisförmigen Quer­ schnitts zu einem zusammengedrückten oder flachgedrückten Querschnitt. Eine Trennlinie bzw. Trennfläche zwischen den Formteilen 30 und 32 entspricht praktisch einer ebenen Fläche oder Ebene, welche die Achse des zu formenden Kolbens 12 einschließt. Eine Umrißform einer in jedem Formteil 30 und 32 festgelegten Formnut entspricht daher einer Form, die durch gleichmäßiges Teilen (Zweiteilen) der Umrißform des Formraums 34 in einer die Trennlinie einschließenden Ebene erhalten wird. Es ist darauf hin­ zuweisen, daß in den Formteilen 30 und 32 ausgebildete Stege 40 bzw. 42 jeweils dem Bereich zwischen den geraden Abschnitten oder Schenkeln des zu formenden Kolbens 12 entsprechen und sich bei geschlossenen Formteilen 30 und 32 gegeneinander anlegen.

Im Formvorgang wird die Glasröhre, die vor der Formung U-förmig gebogen worden ist, zwischen Formflächen 36 und 38 der beschriebenen Gestalten verspannt. Dabei ragen gemäß Fig. 4 die beiden Endabschnitte 18 der Glasröhre 26, die nicht erwärmt und erweicht worden sind, im ver­ spannten Zustand in Aufwärtsrichtung aus den Formteilen 30 und 32 heraus.

In diesem verspannten Zustand wird auf die durch Pfeile 44 (Fig. 5) angedeutete Weise Druckluft in die aus den Formteilen 30 und 32 herausragenden offenen Endabschnitte 18 eingeblasen. Hierdurch wird die Röhrenwandung der erwärmten und erweichten Glasröhre 26 in innige Berührung mit den Formflächen 36 und 38 der Formteile 30 bzw. 32 gebracht. Da in diesem Fall die Endabschnitte 18 der Glas­ röhre 26, wie erwähnt, nicht erwärmt und erweicht sind, wird ihre Querschnittsform durch diese Drucklufteinblasung praktisch nicht verändert. Fig. 6 veranschaulicht eine auf diese Weise geformte U-förmige Glasröhre, d.h. den fertigen Lampen-Kolben 12. Dieser besitzt gemäß Fig. 7 eine längliche Querschnittsform entsprechend dem Form­ raum 34 in dem zwischen den Formteilen 30 und 32 verspann­ ten Abschnitt. Dagegen besitzen die nicht umgeformten Endabschnitte 18 der Glasröhre 26 gemäß Fig. 8 die ur­ sprüngliche kreisförmige Querschnittsform. Der U-förmige Kolben 12 weist zwischen seinen geraden Abschnitten bzw. Schenkeln keinen der erwähnten durchgehenden Wand ent­ sprechenden Abschnitt auf.

Der auf diese Weise geformte U-förmige Kolben 12 wird aus den Formteilen 30 und 32 entnommen und dann vorzugsweise in einem nicht dargestellten Heizofen geglüht oder ange­ lassen, um eine durch die Umformung hervorgerufene Ver­ formung (bzw. innere Spannung) zu beseitigen.

Auf die Innenwand des so hergestellten Kolbens 12 wird ein Leuchtstoffüberzug aufgebracht. Eine vorbestimmte Zahl dieser Kolben 12 wird an ihren einander benachbarten Endabschnitten 18 mittels Verbindungselementen 14 mitein­ ander verbunden. Dabei entsteht eine gewundene oder ge­ faltete Entladungsstrecke. Elektrodenhalter oder -sockel 16 werden an den Endabschnitten 18 angebracht, welche End­ abschnitte der Kolben 12 und die beiden Enden der genannten Entladungsstrecke bilden. Dabei werden die Elektroden­ halter 16 eingedichtet bzw. versiegelt. Sodann wird (in den Kolben) ein Inertgas eingeschlossen, worauf eine Leuchtstofflampe mit einer gewundenen oder gefalteten Entladungsstrecke fertiggestellt ist.

Beim beschriebenen Kolben-Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung ist nach dem Umformen der gekrümmten Glas­ röhre kein Arbeitsgang für die Entfernung der erwähnten durchgehenden Wand oder dergleichen erforderlich. Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist daher die Zahl der Fer­ tigungsschritte herabgesetzt. Da hierbei zudem die beiden Endabschnitte 18 des Kolbens 12 praktisch nicht erwärmt werden, werden ihre Querschnittsformen nicht verformt. Aus diesem Grund können die Elektrodenhalter 16 oder die Anschlußelemente 14 zuverlässig mit dem Kolben 12 ver­ bunden werden, so daß der Prozentsatz an fehlerhaften Erzeugnissen bei der Kolbenherstellung herabgesetzt wird.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann eine Querschnitts­ form einer Entladungsstrecke 48 des Kolbens 12 durch Änderung der Formraumform der Form(gesenk)teile abge­ wandelt werden. Fig. 9 veranschaulicht eine Abwandlung eines Querschnitts des Kolbens 12 entsprechend einer Querschnittsform der Entladungsstrecke 48 gemäß Fig. 7. Beim Kolben gemäß Fig. 9 ist eine eine gekrümmte Achse einschließende gedachte Fläche, d.h. ein Hauptdurchmesser der Querschnittsform der Entladungsstrecke 18 des Kolbens 12, leicht gekrümmt.

Solange beim erfindungsgemäßen Verfahren die Achse des gekrümmten Kolbens praktisch innerhalb der gedachten Fläche, insbesondere einer ebenen Fläche, liegt, kann ein Lampen-Kolben hergestellt werden, bei dem eine Krümmungs­ form einer Achse von einer U-Form abweicht. Fig. 10 ver­ anschaulicht einen nach dem abgewandelten Verfahren her­ gestellten Lampen-Kolben 50, bei dem die Krümmungsform seiner Achse im wesentlichen einem Kreis entspricht.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung eines Röhrenlampenkolbens, der längs einer auf einer gedachten Fläche liegenden Krümmung oder Kurve gekrümmt ist und einen länglichen, in einer Richtung senkrecht zu dieser Fläche zusammen­ gedrückten oder flachgedrückten Querschnitt aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
eine gerade Glasröhre (26) mit offenen Endabschnitten (18) vorgesehen wird,
die gerade Glasröhre (26) so gekrümmt oder gebogen wird, daß ihre Achse auf der gedachten Fläche liegt und einer vorbestimmten Krümmung oder Kurve entspricht, und
die gekrümmte Glasröhre (26) so (um)geformt wird, daß sie einen länglichen Querschnitt, dessen Hauptdurch­ messer auf der gedachten Fläche liegt, erhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gekrümmte Glasröhre (26) in ihrem gesamten Bereich, mit Ausnahme der Endabschnitte (18), (um)geformt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim Form- oder Umformschritt die gekrümmte Glasröhre (26) zum Lampen-Kolben (12) (um)geformt wird, wobei die gekrümmte Glasröhre (26) erwärmt und erweicht, die erwärmte/erweichte Glasröhre (26) zwischen zwei gegen­ überstehenden Form(gesenk)teilen (30, 32) mit jeweils einer Formfläche (36 bzw. 38) entsprechend der vorbe­ stimmten Krümmung und dem länglichen Querschnitt posi­ tioniert und die Glasröhre (26) zur Formung des Kolbens (12) zwischen den beiden Formteilen (30, 32) verspannt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Form- oder Umformschritt ferner ein unter Druck stehendes Gas (44) von den offenen Endabschnitten (18) her in die Glasröhre eingeblasen wird, um die Glas­ röhre (26) in innige Berührung mit den Formflächen (36, 38) der Formteile (30, 32) zu bringen.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die erwärmte/erweichte Glasröhre (26) an den Endab­ schnitten (18) gehaltert und aufgehängt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endabschnitte (18) weggeschnitten werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gedachte Fläche eine ebene Fläche oder Ebene (plane surface) ist.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gerade Glasröhre (26) so gekrümmt oder gebogen wird, daß die Endabschnitte (18) nebeneinander zu liegen kommen und ihre Achse einer Kreisform entspricht.

9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gerade Glasröhre so gekrümmt oder gebogen wird, daß die Endabschnitte nebeneinander zu liegen kommen und ihre Achse im wesentlichen einer U-Form entspricht.

10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform eine zusammengedrückte oder flach­ gedrückte Ringform ist.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die gedachte Fläche Teil einer im wesentlichen zylindrischen Fläche ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsform eine zusammengedrückte oder flachgedrückte Ringform ist.