Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR CONNECTING A CURRENT SUPPLY WIRE WITH A CONTACT PATCH OF AN ELECTRICAL LAMP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/056061
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for connecting a contact patch (2) of a lamp socket, with a current supply wire (4), fed through an opening (2a) in said contact patch (2). The current supply wire (4) and the contact patch (2) are soldered together, by means of another wire (5) serving as a welding agent, whereby an arc is generated between the additional wire (5) and the current supply wire (4), or the contact patch (2). The solidified melt of the additional wire (5) closes the opening (2a) and forms a reliable soldered connection between the current supply wire (4) and the contact patch (2). The electrical voltage used to generate the arc, is preferably of a polarity such that the additional wire (5) is the anode and the current supply wire (4), or the contact patch (2) is the cathode. Said soldering process is best conducted under a protective atmosphere.

Inventors:
BECKER WOLF-RUEDIGER (DE)
FORNALSKI MARTIN (DE)
Application Number:
PCT/DE2001/000249
Publication Date:
August 02, 2001
Filing Date:
January 22, 2001
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
PATENT TREUHAND GES FUER ELEKTRISCHE GLUEHLAMPEN MBH (DE)
BECKER WOLF RUEDIGER (DE)
FORNALSKI MARTIN (DE)
International Classes:
H01J5/46; H01J9/24; H01J61/36; H01J9/36; H01K1/40; H01K1/46; H01K3/16; (IPC1-7): H01K1/46; H01J5/54
Foreign References:
DD137992A11979-10-03
DD211299A11984-07-11
DD68293A
FR2776464A11999-09-24
DD237934A11986-07-30
DE19852396A11999-06-10
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 07 29 September 2000 (2000-09-29)
Attorney, Agent or Firm:
Patent-treuhand-gesellschaft, Für Elektrische Glühlampen Mbh (Hellabrunner Str. 1 München, DE)
Patent-treuhand-gesellschaft, Für Elektrische Glühlampen Mbh (Hellabrunner Str. 1 München, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Verbinden eines Stromzuführungsdrahtes mit einem Kontakt blech einer elektrischen Lampe, wobei der Stromzuführungsdraht (4) durch einen Durchbruch (2a) des Kontaktbleches (2) hindurchgeführt und mit dem Kontaktblech (2) verschwei t oder verlötet wird, dadurch gekennzeichnet, da zum Verbinden des Stromzuführungsdrahtes (4) mit dem Kontaktblech (2) ein zusätzlicher Draht (5) verwendet wird, wobei zwischen dem zusätzlichen Draht (5) und dem Stromzuführungsdraht (4) o der zwischen dem zusätzlichen Draht (5) und dem Kontaktblech (2) ein Lichtbogen (7) erzeugt wird, so da zumindest ein Teil des Materials des zu sätzlichen Drahtes (5) geschmolzen wird und mit Hilfe der Schmelze der Durchbruch (2a) geschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da zur Erzeugung des Lichtbogens (7) der zusätzliche Draht (5) an den positiven Pol (8) einer elekt rischen Spannungsquelle und das Kontaktblech (2) an den negativen Pol (9) der Spannungsquelle angeschlossen sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da zwischen dem Kontaktblech (2) und dem Stromzuführungsdraht (4) ein elektrischer Kontakt besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da der zusätzliche Draht (5) aus einem Material besteht, dessen Schmelzpunkt geringer als der Schmelzpunkt des Kontaktbleches (2) ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da das durch den Durchbruch (2a) hindurchgeführte Ende des Stromzuführungsdrahtes (4) ge schmolzen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da das Erzeugen des Lichtbogens (7) und Schmelzen des zusätzlichen Drahtes (5) unter Schutz gasatmosphäre durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da der Durchmesser des Durchbruchs kleiner als die Summe der Durchmesser der Stromzufüh rung (4) und des zusätzlichen Drahtes (5) ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da der Stromzufüh rungsdraht (4) aus einem Material aus der Gruppe von Kupfer, Nickel, Kup ferlegierung oder Nickellegierung besteht.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da der zusätzliche Draht (5) aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung besteht.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da das Kontaktblech (2) aus einem Material aus der Gruppe rostfreier Stahl, Messing, Kupfer oder Nickel besteht.
11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in den Durch bruch (2a) und in den Durchbruch des Sockelsteins (3) ein metallischer Hohlniet (10) eingezogen wird, der den Durchmesser des Durchbruchs (2a) verengt und durch den der Stromzuführungsdraht (4) hindurchgeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlniet (10) einen umgebördelten Rand (11) aufweist, der auf dem Kontaktblech (2) auf liegt.
13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchbruch im Sockelstein (3) eine von der Rotationssymmetrie abweichende Form be sitzt, in die der Hohlniet (10) eingepasst wird.
Description:
Verfahren zum Verbinden eines Stromzuführungsdrahtes mit einem Kontakt- blech einer elektrischen Lampe Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Stromzuführungsdrahtes mit einem Kontaktblech gemä dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

I. Stand der Technik Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 52 396 Al offenbart. Diese Offenlegungsschrift beschreibt eine Lampenso- ckel-Kontaktplatte mit einer Bohrung für einen Stromzuführungsdraht, der mit der Lampensockel-Kontaktplatte verschwei t oder verlötet ist. Die Bohrung ist von ei- nem zerrissenen Kragen umgeben, der zur Herstellung der Schwei -oder Lötverbin- dung mit dem Stromzuführungsdraht verwendet wird.

II. Darstellung der Erfindung Es ist die Aufgabe der Erfindung, für elektrische Lampen ein Verfahren zum Verbin- den eines Stromzuführungsdrahtes mit einem Kontaktblech bereitzustellen, das ohne die Verwendung von bleihaltigen Lötmitteln eine sichere Verbindung sowie einen guten elektrischen Kontakt zwischen dem Kontaktblech und dem Stromzuführungs- draht gewährleistet.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemä en Verfahren durch die kennzeichnen- den Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.

Zum Verbinden des durch den Durchbruch in dem Kontaktblech hindurchgeführten Stromzuführungsdrahtes mit dem Kontaktblech der Lampe wird gemä des erfin- dungsgemä en Verfahrens ein zusätzlicher Draht verwendet, wobei zwischen dem zusätzlichen Draht und dem Stromzuführungsdraht oder zwischen dem zusätzlichen

Draht und dem Kontaktblech im Bereich des Durchbruchs ein Lichtbogen erzeugt wird, so da zumindest ein Teil des Materials des zusätzlichen Drahtes geschmolzen wird und mit Hilfe der Schmelze der Durchbruch geschlossen wird. Dadurch ist ge- währleistet, da der. Stromzuführungsdraht in der wiedererstarrten Schmelze einge- bettet ist. Durch die erstarrte Schmelze wird zwischen dem Stromzuführungsdraht und dem Kontaktblech eine sichere Verbindung und elektrische Kontaktierung er- zielt. Das erfindungsgemä e Lötverfahren beansprucht nur eine geringe Zeitdauer, erfordert keine Vorwärmung der zu verlötenden Teile und führt daher auch nicht zu einer Überhitzung und Zerstörung des im Lampensockel angeordneten Keramik- steins bzw.-Glassteins.

Vorteilhafterweise wird der Lichtbogen zum Verlöten des Stromzuführungsdrahtes mit dem Kontaktblech mit Hilfe einer elektrischen Spannung erzeugt, die derart ge- polt ist, da der positive Pol mit dem zusätzlichen Draht und der negative Pol mit dem Kontaktblech oder/und dem Stromzuführungsdraht verbunden ist. Auf diese Weise wirkt der zusätzliche Draht bei der den Lichtbogen erzeugenden Entladung als Anode und das Kontaktblech oder/und der Stromzuführungsdraht als Kathode. Der zusätzliche Draht wird daher in dem Lichtbogen stärker erhitzt als das Kontaktblech bzw. der Stromzuführungsdraht. Au erdem wird durch diese Polung der elektrischen Spannung eine Beseitigung etwaiger Verunreinigungen des Kontaktbleches, die bei der Lampensockelung entstanden sind, im Lichtbogen erzielt. Vorteilhafterweise ist der negative Pol der Spannungsquelle mit dem Kontaktblech verbunden und das Kontaktblech steht mit dem Stromzuführungsdraht während des Lichtbogenlötens im elektrischen Kontakt, da das Kontaktblech, im Gegensatz zu dem grö tenteils inner- halb des Lampensockels verlaufenden Stromzuführungsdraht, von au en leicht zu- gänglich ist. Der Lichtbogen bildet sich in diesem Fall trotzdem bevorzugt zwischen dem zusätzlichen Draht und dem Stromzuführungsdraht aus.

Der zusätzliche Draht besteht vorteilhafterweise aus einem Material, dessen Schmelztemperatur geringer als die Schmelztemperatur des Kontaktbleches ist, um zu gewährleisten, da vorzugsweise das Material des zusätzlichen Drahtes ge- schmolzen wird. Aber selbst wenn der zusätzliche Draht aus dem gleichen Material

wie das Kontaktblech oder der Stromzuführungsdraht besteht, ist durch die oben be- schriebene Polung der den Lichtbogen erzeugenden elektrischen Spannung gewähr- leistet, da der zusätzliche Draht stärker erhitzt wird als das Kontaktblech und der Stromzuführungsdraht, so da auch in diesem Fall vorzugsweise das Material des zusätzlichen Drahtes während des Lichtbogenlötverfahrens geschmolzen wird. Das erfindungsgemä e Lötverfahren, das hei t, die Erzeugung des Lichtbogens, wird vorteilhafterweise unter Schutzgasatmosphäre durchgeführt, um eine Verzunderung des Kontaktbleches und unerwünschte Oxidationsprozesse an der Lötstelle zu ver- meiden.

Der Durchmesser des Durchbruchs im Kontaktblech ist vorteilhafterweise kleiner als die Summe der Drahtdurchmesser des Stromzuführungsdrahtes und des zusätzlichen Drahtes. Auf diese Weise wird verhindert, da der zusätzliche Draht bei der Erzeu- gung des Lichtbogens versehentlich in dem Durchbruch eingeführt wird und sich ein undefinierter Lichtbogen ausbildet, der zur Unterbrechung des Lötvorganges führt.

Als besonders vorteilhaft hat sich das erfindungsgemä e Verfahren für Stromzufüh- rungsdrähte erwiesen, die aus einem Material aus der Gruppe Kupfer, Nickel Kupfer- legierung oder Nickellegierung bestehen. Der zusätzliche Draht besteht vorteilhaft- erweise aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung. Als Kontaktblech wird vorteil- hafterweise ein Blech, das aus einem Material aus der Gruppe von rostfreiem Stahl, Messing, Kupfer oder Nickel besteht, verwendet. Das erfindungsgemä e Verfahren eignet sich insbesondere gut zur Herstellung von korrosionsbeständigen Kupfer- Nickel Schwei -oder Lötverbindungen. m. Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figur 1 zeigt in schematischer, teilweiser geschnittener Darstel- lung einen Lampensockel mit Kontaktblech, Stromzuführungsdraht und einem zu- sätzlichen Draht, der als Lötmittel zur Herstellung der Lötverbindung zwischen dem Kontaktblech und dem Stromzuführungsdraht verwendet wird. Die Lötvorrichtung ist in der Figur nicht abgebildet.

Anhand eines allgemein bekannten Edison-Schraubsockels einer elektrischen Lampe und mit Hilfe der schematischen Figur 1 soll das erfindungsgemä e Verfahren bei- spielhaft erläutert werden. Der Schraubsockel besitzt eine mit einem Schraubgewin- de ausgestattete metallische Sockelhülse 1, ein Kontaktblech 2, das den Bodenkon- takt des Schraubsockels bildet, und einen Isolierkörper 3, der eine elektrische Isolie- rung zwischen der Sockelhülse 1 und dem Bodenkontaktblech 2 gewährleistet. Die Lampe weist üblicherweise zwei Stromzuführungsdrähte 4 auf, von denen der eine (nicht abgebildet) mit der Sockelhülse 1 und der andere 4 elektrisch leitend mit dem Bodenkontaktblech 2 verbunden ist. Das Kontaktblech 2 ist mit einem Durchbruch 2a versehen. Vor dem Verlöten des Stromzuführungsdrahtes 4 mit dem Kontaktblech 2 wird ein eventuell zu weit über über die Ebene des Kontaktbleches 2 hinausragen- des Ende des Stromzuführungsdrahtes 4 abgetrennt. Zum Verlöten des Stromzufüh- rungdrahtes 4 mit dem Kontaktblech 2 wird ein zusätzlicher Draht 5, der aus Kupfer oder einer Kupferlegierung besteht, als Zusatzwerkstoff verwendet. Der zusätzliche Draht 5 wird mittels einer Halterung 6 einer Lötvorrichtung (nicht abgebildet) über dem Durchbruch 2a und über dem Ende des Stromzuführungsdrahtes 4 positioniert.

Der zusätzliche Draht 5 ist über seine Halterung 6 mit dem positiven Pol 8 einer Gleichspannungsquelle verbunden, während das Kontaktblech 2 und der damit im elektrischen Kontakt befindliche Stromzuführungsdraht 4 durch die Lötvorrichtung (nicht abgebildet) mit dem negativen Pol 9 der Gleichstromquelle verbunden ist. Zur Erzeugung eines Lichtbogens zwischen dem Stromzuführungsdraht 4 und dem zu- sätzlichen Draht 5, wird der Abstand zwischen diesen beiden Drähten 4,5 zunächst so weit verringert, da sie sich berühren und ein elektrischer Strom über den Kontakt flie t. Der Stromzuführungsdraht 4 wird durch den auffahrenden Draht 5 mit dem Rand des Durchbruchs 2a kontaktiert. Beim Wiederherstellen eines Abstandes zwi- schen den beiden Drähten 4,5 bildet sich zwischen dem zusätzlichen Draht 5 und dem Stromzuführungsdraht 4 oder zwischen dem zusätzlichen Draht 5 und dem Kon- taktblech 2 ein Lichtbogen 7 aus. Der zusätzliche Draht 5 wirkt bei dieser Entladung als Anode und der Stromzuführungsdraht 4 bzw. das Kontaktblech 2 als Kathode.

Das Ende des zusätzlichen Drahtes 5 wird in dem Lichtbogen über seine Schmelz- temperatur erhitzt. Die Schmelze verschlie t den Durchbruch 2a im Kontaktblech 2

vollständig und stellt nach dem Erstarren eine dauerhafte mechanische und elektri- sche Verbindung zwischen dem Kontalctblech 2 und dem Stromzuführungsdraht 4 her. Der Lötproze wird unter Schutzgasatmosphäre, beispielsweise unter Argonat- mosphäre, durchgeführt. Zu diesem Zweck ist die Lötstelle während des Lichtbogen- lötens in einer Gasspülkammer (nicht abgebildet) angeordnet, die Bestandteil der Lötvorrichtung (nicht abgebildet) ist und die beispielsweise mittels Entlüftungsöff- nungen einen gleichbleibenden Schutzgasdruck in der Gasspülkammer gewährleistet.

Der Lötvorgang beansprucht eine maximale Zeitdauer von 200 ms.

Bei diesem Ausführunssbeispiel besteht das Kontaktblech 2 aus einem rostfreien Stahl und besitzt eine Dicke von ungefähr 0,2 mm bis 0,4 mm. Der Stromzufüh- rungsdraht 4 ist ein Nickeldraht und besitzt einen Durchmesser zwischen 0,5 mm und 1,0 mm. Der als Lötmittel verwendete zusätzliche Draht 5 besteht aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung und besitzt einen Durchmesser zwischen 0,8 mm und 1,0mm.

Die Erfindung beschränkt sich aber nicht auf das oben näher beschriebene Ausfüh- rungsbeispiel. Das erfindungsgemä e Verfahren ist auch anwendbar, wenn das Kon- taktblech aus einem Material aus der Gruppe von rostfreiem Stahl, Messing, Kupfer oder Nickel und die Stromzuführung aus einem Material aus der Gruppe von Kupfer, Nickel, Kupferlegierung oder Nickellegierung besteht.

In Figur 2 ist au erdem ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Für identische Teile wurden dieselben Bezugszeichen wie bei dem oben erläuterten ersten Ausführungsbeispiel verwendet. Der einzige Unterschied zu dem ersten Aus- führungsbeispiel besteht darin, dass beim zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung in den Durchbruch 2a des Kontaktblechs 2 und in den Durchbruch im Isolierkörper 3 für die Stromzuführung 4 ein metallischer Hohlniet 10 eingezogen wird, dessen Au- endurchmesser auf den Innendurchmesser des Durchbruchs 2a im Kontaktblech 2 und des Durchbruchs im Isolierkörper 3 abgestimmt ist. Der über das Kontaktblech 2 vorstehende Rand 11 des Hohlniets 10 wird umgebördelt. Die mit dem Kontaktblech 2 zu verbindende Stromzuführung 4 wird durch den Hohlniet 10 hindurchgefädelt

und ein eventuell aus dem Sockel herausragendes, den Rand 11 des Hohlniets 10 Ende der Stromzuführung 4 abgetrennt. Wie bereits bei dem ersten Ausführungs- beispiel beschrieben wurde, wird der zusätzliche Draht 5 mittels einer Halterung 6 einer Lötvorrichtung (nicht abgebildet) über dem Hohlniet 10 und über dem Ende des Stromzuführungsdrahtes 4 positioniert. Der zusätzliche Draht 5 ist über seine Halterung 6 mit dem positiven Pol 8 einer Gleichspannungsquelle verbunden, wäh- rend das Kontaktblech 2 und der damit im elektrischen Kontakt befindliche Hohlniet 10 sowie der Stromzuführungsdraht 4 durch die Lötvorrichtung (nicht abgebildet) mit dem negativen Pol 9 der Gleichstromquelle verbunden ist. Zur Erzeugung eines Lichtbogens zwischen dem Stromzuführungsdraht 4 und dem zusätzlichen Draht 5 wird der Abstand zwischen diesen beiden Drähten 4,5 zunächst so weit verringert, da sie sich berühren und ein elektrischer Strom über den Kontakt flie t. Der Strom- zuführungsdraht 4 wird durch den auffahrenden Draht 5 mit dem Hohlniet 10 kon- taktiert. Beim Wiederherstellen eines Abstandes zwischen den beiden Drähten 4,5 bildet sich zwischen dem zusätzlichen Draht 5 und dem Stromzuführungsdraht 4 oder zwischen dem zusätzlichen Draht 5 und dem Hohlniet 10 bzw. dem Kontakt- blech 2 ein Lichtbogen 7 aus. Der zusätzliche Draht 5 wirkt bei dieser Entladung als Anode und der Stromzuführungsdraht 4 bzw. der Hohlniet 10 oder das Kontaktblech 2 als Kathode. Das Ende des zusätzlichen Drahtes 5 wird in dem Lichtbogen über seine Schmelztemperatur erhitzt. Die Schmelze verschlie t den Durchbruch den Hohlniet 10 und damit auch den Durchbruch 2a im Kontaktblech 2 vollständig und stellt nach dem Erstarren eine dauerhafte mechanische und elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktblech 2, dem Hohlniet 10 und dem Stromzuführungsdraht 4 her. Die Verwendung des Hohlniets 10 ermöglicht eine bessere Kontaktierung des Stromzuführungsdrahtes 4. Der umgebördelte Rand 11 des Hohlniets 10 reduziert die thermische Belastung des Sockels während des Lötprozesses. Dadurch kann ein ent- sprechend dünneres Kontaktblech 2 verwendet werden. Der Durchbruch 2a im Kon- taktblech 2 und der Durchbruch im Isolierkörper 3 sowie der Kanal 10a des Hohl- niets 10 sind vorzugsweise nicht rotationssymmetrisch ausgebildet, um eine verdreh- sichere Anordnung des Kontaktblechs 2 zu ermöglichen.