DE10003434A1 - Verfahren zum Verbinden eines Stromzuführungsdrahtes mit einem Kontaktblech einer elektrischen Lampe - Google Patents
Verfahren zum Verbinden eines Stromzuführungsdrahtes mit einem Kontaktblech einer elektrischen LampeInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Kontaktbleches (2) eines Lampensockels mit dem durch einen Durchbruch (2a) des Kontaktbleches (2) hindurchgeführten Stromzuführungsdraht (4). Mit Hilfe eines als Zusatzwerkstoffes dienenden Drahtes (5) werden der Stromzuführungsdraht (4) und das Kontaktblech (2) miteinander verlötet, indem zwischen dem zusätzlichen Draht (5) und dem Stromzuführungsdraht (4) oder dem Kontaktblech (2) ein Lichtbogen erzeugt wird. Die erstarrte Schmelze des zusätzlichen Drahtes (5) verschließt den Durchbruch (2a) und stellt eine zuverlässige Lötverbindung zwischen dem Stromzuführungsdraht (4) und dem Kontaktblech (2) her. Die zur Lichtbogenerzeugung verwendete elektrische Spannung ist vorteilhafterweise so gepolt, daß der zusätzliche Draht (5) als Anode und das Kontaktblech (2) oder der Stromzuführungsdraht (4) als Kathode wirken. Der erfindungsgemäße Lötprozeß erfolgt vorteilhafterweise unter Schutzgasatmosphäre.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden eines Stromzuführungsdrahtes
mit einem Kontaktblech gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 198 52 396 A1 offenbart. Diese Offenlegungsschrift beschreibt eine Lampensoc
kel-Kontaktplatte mit einer Bohrung für einen Stromzuführungsdraht, der mit der
Lampensockel-Kontaktplatte verschweißt oder verlötet ist. Die Bohrung ist von ei
nem zerrissenen Kragen umgeben, der zur Herstellung der Schweiß- oder Lötverbin
dung mit dem Stromzuführungsdraht verwendet wird.
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 gattungsgemäßen 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 gemäß des erfin
dungsgemäßen 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 daß zumindest ein Teil des Materials des zusätzlichen Drahtes geschmolzen
wird und mit Hilfe der Schmelze der Durchbruch geschlossen wird. Dadurch ist ge
währleistet, daß 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 erfindungsgemäße 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, daß 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. Außerdem 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 größtenteils inner
halb des Lampensockels verlaufenden Stromzuführungsdraht, von außen 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, daß 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, daß der zusätzliche Draht stärker erhitzt wird als das Kontaktblech und der
Stromzuführungsdraht, so daß auch in diesem Fall vorzugsweise das Material des
zusätzlichen Drahtes während des Lichtbogenlötverfahrens geschmolzen wird. Das
erfindungsgemäße Lötverfahren, das heißt, 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, daß 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 erfindungsgemäße Verfahren für Stromzufüh
rungsdrähte erwiesen, die aus einem Material aus der Gruppe Kupfer, Nickel Kup
ferlegierung oder Nickellegierung bestehen. Der zusätzliche Draht besteht vorteil
hafterweise aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung. Als Kontaktblech wird vor
teilhafterweise ein Blech, das aus einem Material aus der Gruppe von rostfreiem
Stahl, Messing, Kupfer oder Nickel besteht, verwendet. Das erfindungsgemäße Ver
fahren eignet sich insbesondere gut zur Herstellung von korrosionsbeständigen Kup
fer-Nickel Schweiß- oder Lötverbindungen.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Die Figur zeigt in schematischer, teilweiser geschnittener Darstellung
einen Lampensockel mit Kontaktblech, Stromzuführungsdraht und einem zusätzli
chen 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 soll das erfindungsgemäße 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, daß sie sich berühren und ein elektrischer Strom über den Kontakt
fließt. 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
Kontaktblech 2 ein Lichtbogen 7 aus. Der zusätzliche Draht 5 wirkt bei dieser Entla
dung als Anode und der Stromzuführungsdraht 4 bzw. das Kontaktblech 2 als Katho
de. Das Ende des zusätzlichen Drahtes 5 wird in dem Lichtbogen über seine
Schmelztemperatur erhitzt. Die Schmelze verschließt den Durchbruch 2a im Kontaktblech
2 vollständig und stellt nach dem Erstarren eine dauerhafte mechanische
und elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktblech 2 und dem Stromzufüh
rungsdraht 4 her. Der Lötprozeß wird unter Schutzgasatmosphäre, beispielsweise
unter Argonatmosphäre, durchgeführt. Zu diesem Zweck ist die Lötstelle während
des Lichtbogenlötens in einer Gasspülkammer (nicht abgebildet) angeordnet, die
Bestandteil der Lötvorrichtung (nicht abgebildet) ist und die beispielsweise mittels
Entlüftungsöffnungen einen gleichbleibenden Schutzgasdruck in der Gasspülkammer
gewährleistet. Der Lötvorgang beansprucht eine maximale Zeitdauer von 200 ms.
Bei diesem Ausführungsbeispiel 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
1,0 mm.
Die Erfindung beschränkt sich aber nicht auf das oben näher beschriebene Ausfüh
rungsbeispiel. Das erfindungsgemäße 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.
Claims (10)
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) verschweißt oder verlötet wird,
dadurch gekennzeichnet, daß 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)
oder zwischen dem zusätzlichen Draht (5) und dem Kontaktblech (2) ein
Lichtbogen (7) erzeugt wird, so daß 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, daß zur Erzeugung des
Lichtbogens (7) der zusätzliche Draht (5) an den positiven Pol (8) einer elek
trischen Spannungsquelle und das Kontaktblech (2) an den negativen Pol (9)
der Spannungsquelle angeschlossen sind.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem
Kontaktblech (2) und dem Stromzuführungsdraht (4) ein elektrischer Kontakt
besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 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, daß das durch den
Durchbruch (2a) hindurchgeführte Ende des Stromzuführungsdrahtes (4) ge
schmolzen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erzeugen des
Lichtbogens (7) und Schmelzen des zusätzlichen Drahtes (5) unter Schutz
gasatmosphäre durchgeführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 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, daß 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, daß der zusätzliche
Draht (5) aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung besteht.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kontaktblech
(2) aus einem Material aus der Gruppe rostfreier Stahl, Messing, Kupfer oder
Nickel besteht.
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