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Verfahren und Vorrichtung zum Verschmelzen eines hohlen Glaskörpers an seinem offenen Ende mit einer Stifte tragenden Glastellerscheibe, insbesondere des Glaskolbens elektrischer Entladungsröhren mit dem die Kontaktstifte tragenden Teller
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verschmelzen eines zumindest an seinem einen Ende offenen hohlen Glaskörpers an seinem offenen Ende mit einer Stifte tragenden Glastellerscheibe, insbesondere des Glaskolbens elektrischer Entladungsröhren mit dem die Kontaktstifte tragenden Teller.
Das allgemein bekannte derartige Verfahren besteht im wesentlichen darin, dass der Kolben zusammen mit dem an seinen Platz gesetzten und mit den inneren Montageteilen der Röhre schon im vorhinein ausgerüsteten Teller mit seinem mit der Pumpröhre versehenen Ende nach unten in ein sich mit dem Kolben drehendes hohles Einschmelzglied gesetzt wird, wobei die sich in dem Teller befindenden Stifte nach oben frei stehen. Hierauf wird in der Umgebung der Verschmelzungsstelle eine Vorwärmung durch auf den Glaskörper unmittelbar einwirkende Gasbrenner vorgenommen. Nach einer entsprechenden Vorwärmung wird die Verschmelzungsstelle mit Hilfe von eine grosse Wärmemenge liefernden Gasbrennernbis zum Erweichen des Glases geheizt, worauf man den mit dem Glasteller zusammenzuschmelzenden
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Diesem bekannten Verfahren haften verschiedene Nachteile an. Beispielsweise sind die auf diese Weise hergestellten Röhren mechanischen Beanspruchungen gegenüber nicht widerstandsfähig genug, welche im Betrieb durch Erschütterungen, Stösse, in ungenauer Weise hergestellte Fassungen usw. auftreten können.
Diese zu geringe Widerstandsfähigkeit kann auf mehrere Ursachen zurückgeführt werden. Die indem Teller eingeschmolzenen, an ihren inneren Enden die Montageteile tragenden Stifte befinden sich zumeist nicht in ihrer zur Tellerebene senkrechten Sollage, welche einem spannungslosen Zustand entspricht und üben somit auf den Teller Spannungen verschiedener Richtung aus. Die Ursache dafür ist, dass im Laufe des Einschmelzverfahrens auch derTeller einer Vorwärmung unterliegt, wodurch das Glasmaterial der Scheibe zu einem gewissen Grade bildsam wird. Diese Bildsamkeit reicht bereits dazu aus, dass sich die während des Verfahrens nach oben freistehenden Stifte infolge der Spannwirkung der Montageteile verschieben oder verdrehen können.
Es hat sich als sehr schwer erwiesen, die Wärmezufuhr so zu regeln, dass die Temperatur des Tellers im Laufe der Vorwärmung das Temperaturniveau, mit welchem eine Bildsamkeit vom oben erwähnten Ausmass einhergeht, nicht erreicht. Die Temperatur, bei welcher die unerwünschte "Wan- derung"der in den Teller eingeschmolzenen Stifte erfolgt, liegt nahe der oberen Grenze der Transformationszone des Glases. Die dieGlasteile unmittelbar erreichenden Gasflammen können nämlich durch Luftzug oder dergleichen leicht aus ihrer eingestellten Richtung abgelenkt werden. ausserdem bedeutet die unmittelbare Gasflamme eine örtlich konzentrierte WärmeUbergabe.
Die Stifte, deren Stellung von der Vorschrift abweicht, können zu Kolbenbrüchen oder Kolbensprün- gen der fertigen Elektronenröhren führen, wenn sie in ihre Fassungen eingesetzt werden. Die die Stifte der Elektronenröhren aufnehmenden Kontakte der Fassung können nämlich schädliche Kräfte in seitlicher Richtung auf den Glaskolben der Röhre ausüben, falls der Abstand oder die Parallelität der Stifte nicht entsprechend genau ist.
Die ungenügende mechanische Widerstandsfähigkeit der mit Hilfe der bekannten Verfahren herge-
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die auf das Einschmelzglied bezogene Lage des Glastellers in einem bildsamen Zustand der die Ein- i scbmelzstelle umgebendenGlasteile nicht gewährleistetwar, da ja das mit dem Teller versehene Ende des
Glaskolbens nicht eingefasst ist und nach dem Erweichen des Randteiles den Teller nicht mehr richtig stüt- zen kann.
Die Änderung der. Stifteinstellung wird noch durch einen weiteren Umstand gefördert, nämlich dass der
Teller in Richtung der Drehachse häufig eine Ausbauchung erfährt, welche zur Röhre oder von dieser weg gerichtet sein kann. Im ersteren Fall liegen die freien Stiftenden der fertigen Röhre näher beieinander, im letzteren Fall weiter voneinander weg als die in den Teller eingefassten Stiftteile. Der Grund für diese
Verformung ist, dass der Teller die untere Grenze des Erweichungsgebietes erreicht hat, wobei infolge des
Eigengewichtes der Stifte oder durch die von den Stiften entfalteten Druckkräfte eine Verformung erfolgt.
Die geschilderten Nachteile können auch durch ein weiteres bekanntes Verfahren, bei welchem der die Kontaktstifte tragende Glasteller auf dem Rand einer Vorwärmkammer abgestützt wird, nicht verhit dert werden. Die Kontaktstifte ragen nämlich in die Höhlung der Vorwärmkammer hinein und werden durch die, in die Vorwärmkammer gerichteten Gasbrennerflammen direkt erwärmt. Es hat sich erwiesen, dass dadurch die Kontaktstifte ungünstig beeinflusst, beispielsweise oxydiert werden.
Es ist daher bereits ein weiteres Verfahren bekanntgeworden, bei welchem der Glaskolben auf die die
Kontaktstifte tragende Glastellerscheibe aufgesetzt wird, wobei diese Glastellerscheibe ihrerseits auf ein
Tragglied aufgesetzt ist. Die äusseren freien Enden der Kontaktstifte ragen hiebei in Bohrungen des Trag- gliedes hinein. Mit diesem Tragglied sind die Glastellerscheibe und der Kolben durch eine gemeinsame
Fassung drehfest verbunden, wobei der Kolben durcn eine Spannfeder in dieser Fassung festgehalten wird.
Das Tragglied und später auch die Verschmelzungsstelle werden so lange vorgewärmt. bis keine Spannungen mehr auftreten, worauf durch senkrecht zur Glastellerebene wirkenden Druck auf den Kolben eine Ver- schmelzung des Kolbens mit dem Glasteller erreicht wird. Bei diesem Verfahren sind zwar die Kontaktstif- te vor der unmittelbaren Einwirkung der Heizflammen geschützt und auch in ihrer Sollage gehalten, je- doch besteht die Gefahr, dass der Glaskolben durch den auf ihn ausgeübten Druck verformt wird. Ferner ist eine Zentrierung des Glaskolbens relativ zur Glastellerscheibe bei diesem Verfahren nicht möglich. Dies kann zur Folge haben, dass die, die Elektroden im Glaskolben haltenden Glimmerplättchen einen unsiche- ren Sitz aufweisen.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun die geschilderten Nachteile zu vermeiden. Das erfindung- gemässe Verfahren besteht hiebei im wesentlichen darin, dass der hohle Glaskörper und der Teller in an sich bekannter Weise derart zusammengesetzt werden, dass der untere offene Rand des hohlen Glaskörpers den Teller umgibt, dass der Teller mittels seiner Stifte in Bohrungen eines Traggliedes, der hohle Glaskör- per dagegen mittels seinespumpstengels unabhängig voneinander fixiert werden, dass das mittelbare Vor- wärmen bis auf eine in der Nähe der Transformationszone des.
verwendeten Glases liegende Temperatur erfolgt dass die beiden Glaskörper an der Einschmelzstelle mit einem zur Drehachse senkrechten, in die
Ebene derTellerscheibe fallenden Druck, zweckmässig mitHilfe einer auf die Aussenwand des hohlen Glas- körpers einwirkenden Rolle, während des Erhitzens über die Transformationszone aneinandergepresst wer- den, und dass die sich drehenden Glaskörper, insbesondere auch nach dem Verschmelzen, bis zum Erstar- ren des Glases durch eine senkrecht zur Drehachse wirkende Kraft zentriert werden. Durch dieses Verfahren werden einerseits die Kontaktstifte sicher in ihrer Lage gehalten und gegenüber unmittelbarer Flammen- einwirkung geschützt, anderseits wird der Kolben während des Verschmelzungsvorganges kaum beansprucht und überdies genau zum Glasteller zentriert.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens be- steht darin, dass nunmehr eine Elektronenröhre erzeugt werden kann, bei welcher der Glasteller bzw. der
Glaskolben an der Verschmelzungsstelle an der äusseren Oberflächenschicht eine Druckspannung aufwei- sen. Hieraus ergeben sich zahlreiche in der Glastechnologie allgemein bekannte Vorteile, insbesondere bessere Festigkeitseigenschaften und grössere Bruchsicherheit.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung geht aus von einer bekannten Vorrichtung, welche ein um eine senkrechte Achse drehbar gelagertes Tragglied und ortsfest gelagerte Erwärmungsmittel aufweist, wobei auf dem Tragglied ein Wärmespeicher- und Wärmeiiber- gabeteil ausgebildet ist, welcher unten durch einen im Trägerkopf ausgebildeten Hohlraum und oben durch eine das gleichmässige Aufliegen der ebenen unteren Fläche des Glastellers sichernde, ebene Tragfläche be- grenzt ist,
wobei der Wärmespeicher- und Wärmelibergabeteil mit zum Aufnehmen der in dem Teller eingeschmolzenen Stifte geeigneten Bohrungen ausgebildet ist und der Hohlraum durch an seiner Mantelflä-
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che ausgebildete Bohrungen mit dem Aussenraum kommuniziert. Die erfindungsgemässe Vorrichtung kennzeichnet sich hiebei dadurch, dass die Bohrungen des liärmespeicher-und Wärmetibergabeteiles bis in die unmittelbare Nähe des Hohlraumes eindringen und dass der die Vorwärmung bewirkende Gasbrenner in bezug auf das Tragglied derart angeordnet ist, dass seine Flammenachse in den Hohlraum des Traggliedes durch die zum Aussenraum führenden Bohrungen eindringt und die an den Hohlraum angrenzende Fläche des grossmassigen Wärmespeicher- und Wärmeübergabeteiles des Traggliedes schneidet.
Hiedurch werden besonders günstige Vorwärmungsverhältnisse des Glastellers erreicht, so dass schädliche Spannungen bzw.
Deformationen mit Sicherheit vermieden werden.
Weitere Details des erfindungsgemässen Verfahrens und der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens werden anHand eines in der Zeichnung sehematisch dargestellten Ausführungsbeisplels geschildert.
Auf der Platte l ist das Tragglied 3 drehbar gelagert. Der obere Teil 4 des Traggliedes weist eine verhältnismässig grosse Masse auf und eignet sich demzufolge zur Wärmespeicherung und Wärmeleitung. Der Bauteil 4 ist oben durch eine waagrechte Tragebene 5 begrenzt, in welche zu ihr senkrechte Bohrungen 6 münden. Der grossmassige Teil 4 des Traggliedes 3 weist unten einen Hohlraum 7 auf, welcher von einem Zylindermantel 8 umgeben wird. Auf dem Mantel 8 sind Bohrungen 9 ausgebildet, durch welche der Hohlraum 7 mit dem Aussenraum kommuniziert. Zwischen der Tragebene des Traggliedes 3 und den Bohrungen 9 des Mantels 8 ist ein flanschartiger Vorsprung 22 ausgebildet.
Der Kolben 10 und der damit zu verschmelzende und mit den Montageteilen bereits vorher versehene Teller 11 werden in der erwünschten Verschmelzlageineinander gesetzt. Das auf diese Weise zusammengestellte Stück wird auf das Tragglied 3 derart aufgesetzt, dass die untere ebene Fläche des Glastellers 11 auf der Tragebene 5 des Traggliedes 3 aufliegt und die in den Teller 11 eingeschmolzenenStifte 12 in die Bohrungen 6 des Teiles 4 des Traggliedes 3 eindringen. Es ist zweckmässig, den Kolben 10 auch an seinem oberen Teil drehbar zu lagern oder leicht zu stützen, z. B. mit Hilfe des Lagerungsgliedes 15, welches das Pumpröhrchen 14 des Kolbens 10 führt.
Das Tragglied 3 wird mit Hilfe der Antriebsvorrichtung 2 in Drehung gesetzt, wodurch sich auch das
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menachse 17 durch die Bohrungen 9 des Traggliedes hindurch in den Hohlraum 7 eindringt und die an den Hohlraum 7 angrenzende Fläche 18 des grossmassigen Teiles 4 von unten schneidet.
Die Gasflamme erwärmt also unmittelbar bloss den Teil 4 des Traggliedes und tibergibt die gespeicherte Wärme durch Wärmeleitung den Stiften 12 und dem Teller 11, von wo die Wärme zur Einschmelz- stelle 19 und einem schmalen Abschnitt des Kolbens 10 in der Nähe der Einschmelzstelle strömt. Das Werkstück ist gegen die unmittelbare Wärmewirkung der Gasflammen 16 durch den flanschartigen Vorsprung 22 geschützt, welcher auf dem Tragglied oberhalb der Bohrungen 9 ausgebildet ist.
Der Teil 4 des Traggliedes kann leicht auf einer praktisch konstanten Temperatur gehalten werden, die unterhalb, jedoch nahe der Transformationszone des Glasmaterials liegt. Dies hat im Zusammenhang damit, dass die relative Lage der Stifte 12 durch die Bohrungen 6 des Traggliedes gesichert wird, und dass derGlasteller von der ebenen Oberfläche 5 gestützt wird, zur Folge, dass sich der Glasteller nicht verformen kann und die relative Lage der Stifte und ihre Parallelität genau eingehalten wird.
Nach einer genügenden Vorwärmung wird die Einschmelzstelle 19 durch die Gasflamme 20 grösserer Wärme intensität bis zum Erweichen des Glasmaterials erhitzt und gleichzeitig mittels einer in der Zeichnung nicht dargestellten Rolle oder ähnlichem an derselben Stelle ein Druck in der Richtung des Pfeiles 21 auf den Kolben ausgeübt. Infolgedessen passt sich der Kolben der Scheibe an und verschmilzt mit letzterer.
Zum Sichern der koaxialen Lage des Kolbens und der Scheibe wird nach dem Verschmelzen im Laufe der Verfestigung des Glases der in Drehung befindliche Kolben durch ein Zentrierglied 23, z. B. einen Dorn oder eine Rolle, gestützt.
Nach dem Einschmelzvorgang ist es zweckmässig, das Werkstück, insbesondere an der Verschmelzungstelle zur Erzielung eines entsprechenden Spannungszustandes mittels Luftblasen oder in ähnlicher Weise zu kühlen.
Das Tragglied wird zweckmässig aus Metall hergestellt, kann aber auch aus irgendeinem andern wärmebeständigen, wärmeleitenden und wärmespeichernden Stoff gefertigt werden. An Stelle von Gasflammen können auch andere geeignete Erwärmungsmittel angewendet werden.
Das Verfahren eignet sich nicht nur zum Verschmelzen von Glaskolben von Entladungsrohren mit den Glastellern, sondern auch allgemein zum Verschmelzen beliebiger, an ihrem einen Ende offener hohler Glaskörper mit Glasscheiben.