CH266220A - Verfahren zur luftdichten Verbindung von Glasgefässteilen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur luftdichten Verbindung von     Glasgefässteilen.       Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf  die luftdichte Verbindung der Teile von Glas  gefässen, z. B. elektrischer     Entladungs-    und  Leuchtröhren, welche in ihrem Innern     oxy-          dierbare    Bestandteile, wie etwa Glühkathoden,       Wolframheizkörper,        Elektrodensysteme    von  Entladungsröhren     usw.,    enthalten können.

    Das Verfahren eignet sieh insbesondere für  solche elektrische     Entladungsröhren,    deren  Füsschen aus     gepresstem    Glas hergestellt ist,  oder für solche Röhren, welche, wie etwa Ei  chelröhren, äusserst geringe Abmessungen be  sitzen.  



  Die luftdichte Verbindung der oben er  wähnten Teile, z. B. des Füsschens mit dem  Ballon, wurde bisher hauptsächlich durch die  Verschmelzung ihres Glasmaterials bewerkstel  ligt. Falls bei diesem Verfahren eine zur  schädlichen Oxydation führende Erhitzung  der im Balloninnern angeordneten     oxydier-          baren    Bestandteile zu befürchten war, wurde  das Gefässinnere während dieser Zeit durch  ein     sauerstoffireies    Gas oder     Gasgemiseh    ge  spült, welches in der Regel durch eine durch  die     Gefässpumpröhre    gesteckte dünne Metall  röhre eingeblasen wurde und durch die     Pump-          röhre    herausströmte.

   Gemäss dem bezüglichen       Faehsehrifttum    wurde dasselbe Verfahren  auch dann angewendet, wenn man aus kera  mischem Material bestellende Gefässbestand  teile warm mit Emailglas von bekanntlich  hohem Schmelzpunkt durch Verkleben ver  einigen wollte.    Durch die Gasspülung wird jedoch die  Herstellung umständlich und verteuert, -und  erfahrungsgemäss führt dieselbe trotzdem  nicht immer zum erwünschten Ergebnis, denn  Kathoden einer gewissen Art werden durch  Erhitzung in nicht     oxydierbarer    Atmosphäre  nachteilig     beeinflusst.     



  Die Erfindung bezweckt die Schaffung  eines Verfahrens, bei welchem die Vereini  gung nicht durch Verschmelzung der     Glas-          gelässteile    erfolgt und eine während der Ver  bindung zu erfolgende Spülung mit sauer  stofffreiem Gas überflüssig wird, weil die Ver  einigung bei tieferen Temperaturen und bei  einer kürzer dauernden Einwirkung dieser  Temperaturen als bisher erfolgen kann.  



  Wenn man die obigen bisher angewendeten  Verfahren mit solchen der Metallindustrie zu  vergleichen sucht, so ist es klar,     dass    die Ver  schmelzung einigermassen dem ohne Fremd  stoff erfolgenden Schweissen, dagegen die  durch Emailglas bewerkstelligte Vereinigung  dem Hartlöten analog ist; das neue Verfahren  dürfte dann als dem Weichlöten analog an  gesprochen werden.  



  Das -erfindungsgemässe Verfahren besteht  nämlich darin,     dass    die zu vereinigenden     Glas-          gefässteile    mit Hilfe eines solchen     Glassehmelz-          stoffes    vereinigt werden, dessen bei höchstens  <B>5500 C</B> liegender     Erweiehungspunkt    tiefer  liegt als der des     Gefüssstoffes.     



  Der     Erweiehungspunkt    des     Glassehmelz-          stoffes    liegt zweckmässig unterhalb 4500<B>C,</B>           vorteilhafterweise    sogar unter 4000<B>C.</B> Unter  dem     Erweichungspunkt    soll hier und im fol  genden der Temperaturwert verstanden wer  den, bei welchem die Viskosität des Stoffes  <B>107,6</B>     Poisen    beträgt.  



  Es wurde festgestellt,     dass    zum obigen Ver  fahren als     Glasschmelzstoffe    zum Beispiel sol  che Stoffe geeignet sind, welche bislang  (durch ihre Dosierung zum Email) als Mittel  zur Herabsetzung des Schmelzpunktes von  Email verwendet wurden. Die Zusammenset  zung eines solchen Stoffes besteht zum Bei  spiel aus:<B>3 %</B>     SiO,    84<B>%</B>     PbO    und<B>13 %</B> B,0,;  statt dessen kann aber auch ein solcher Stoff  verwendet werden, in welchem das     SiO,    durch  Feldspat in gleicher Menge ersetzt wird, und  dann auch andere Stoffe ähnlicher Zusam  mensetzung.

   Der     Erweieliungspunkt    des oben  erwähnten ersten Stoffes beträgt<B>3600</B>     C,    sein  Schmelzpunkt liegt um etwa 4200<B>C</B> herum;  so müssen also die zu vereinigenden Gefässteile  beim Zusammenfügen auf etwa 400 bis 4200<B>Q</B>  also bloss auf eine unterhalb 4500<B>C</B> liegende  Temperatur, erhitzt werden.  



  Die     Wärmeausdehnungskoeffizienten    der  oben erwähnten     Glassehmelzstoffe    sind in der  Regel höher als die der in der     Elektronenröh-          renindustrie    angewendeten Gläser, und man  kann daher, wenn der Unterschied zu gross ist,  den     Wärmeausdelinungskoelfizienten    des     Glas-          schmeIzstoffes    durch     Zusatzstoffe    herabsetzen.  Solche Zusatzstoffe sind zum Beispiel     Zn0,          P"Ozi,        As20.,   <B>S%0.</B> je allein oder mehrere der  selben gemeinsam.

   Die Festsetzung der jewei  ligen Stoffzusammensetzung erfolgt durch  Versuche.  



  Das     erlindungsgemässe    Verfahren soll im  nachstehenden Beispiel an Hand der beilie  genden Zeichnungen erläutert werden.  



       Fig.   <B>1</B> zeigt die     Auftragung    des     Glas-          schmelzstoffes,          Fig.    2 die     Aufsehmelzung    derselben,       Fig.   <B>3</B> die Montierung des     Elektroden-          systems,          Fig.    4 die     Vorerhitzung,          Fig.   <B>5</B> die Vereinigung der     Glasgelässteile     und         Fig.   <B>6</B> die Abkühlung und die     Absehniel-          zung.     



  Die     Auftragung    des     Glassehmelzstoffes        auf     die Vereinigungsstelle der Gefässteile erfolgt  in der Weise,     dass    ein gepulvertes Glas in  einem leicht verdampfenden, flüssigen, orga  nischen     Suspensionsmittel,    etwa in Alkohol,  suspendiert und diese Suspension     hernaeli     durch Tauchen oder Aufstreichen aufgetragen  wird.  



  Im linken Teil der     Fig.   <B>1</B> ist zu     ersellen,          dass    die     Glassehmelzstoffsuspension   <B>3</B>     dureh     <B>E</B>     intauchen    auf die Flansche 2 des Röhren  ballons<B>1</B> aufgetragen wird, wogegen im rech  ten Teil der Zeichnung die durch einen Pin  sel<B>6</B> auf die     Plansehe   <B>5</B> des aus     gepresstem     Glas bestehenden Füsschens 4 erfolgende     Auf-          streichung    der Suspension ersichtlich ist.

   So  dann gelangen der Ballon<B>1</B> und das Füsschen  4 in die Heizvorrichtung 14     (Fig.    2), welche  in diesem Beispiel eine elektrische     Strahlun-s-          heizvorriehtung    ist,     jedoeh    auch ein Ofen sein  könnte. Im vorliegenden Beispiel ist die     Heiz-          vorrichtung    14 ein aus zwei Ringen bestehen  der keramischer Körper, dessen nach innen  offene Nuten die durch die     -'V#Tiderstandsdraht-          spiralen   <B>7</B> und<B>8</B> gebildeten Heizkörper ent  halten.

   Diese werden durch elektrischen Strom  vorerst     schwaeh    (bis unter Rotglut) geglüht,  so lange, bis der<B>-</B> in der Regel feuergefähr  liche und im gegebenen Fall     zurüekgewinn-          bare   <B>-</B>     Suspensionsstoff    verdampft ist;

   hier  auf wird das Erhitzen verstärkt, um die Glas  teile vorzuwärmen, und schliesslich wird die  Erhitzung so erhöht,     dass    der     Glassehmelz-          stoff    in Form einer     zusammenhän-enden,     gleichmässigen, etwa<B>0,1</B> bis<B>0,3</B> mm dicken  Schicht auf den Flanschen 2 und<B>5</B>     anschmilzt.     Hernach werden die     Glasgefässteile    durch stu  fenweise Herabsetzung der Erhitzung abge  kühlt.

   Die zum obigen Verfahren nötige Re  gelung des Heizstromes der Heizkörper wird  zweckmässig durch automatische, motorisch  betriebene Zeitschalter, etwa durch Anschal  ten des Heizkörpers an verschiedenen     Anzap-          fungspunkten    eines Transformators, bewerk  stelligt.      Es bedarf der Ballon     nun    keiner weiteren       Vorbehandlung    mehr, doch kann jetzt das       Elektrodensystein   <B>9</B>     (Fig.   <B>3)</B>     auf    das Füsschen  4 montiert werden.

   Es werden jetzt das     Füss-          eben    4 und der Ballon<B>1</B> auf die Pumpe ge  setzt, wo sie mit Hilfe ihrer Halteorgane (in  der Zeichnung nicht dargestellt) in der in       Fig.    4 veranschaulichten Lage derart gehalten  werden,     dass    ihre Planschen 2 und<B>5,</B> ohne sieh  zu berühren, sich in der     Heizvorrielitung   <B>10</B>  befinden.

   Durch die Strahlungswärme des  elektrischen Widerstandsheizkörpers<B>11</B> der  Heizvorrichtung<B>10</B> erfolgt die     Vorwärmiang     der     Glasgefässteile,    wie auch die Erhitzung  der     Glassehmelzstoffsehieht,    ähnlich wie bei  der Methode in     Fig.    2.

   Sind die Schichten be  reits     erweieht,    aber noch nicht geschmolzen, so  wird der Ballon<B>1</B> herabgesenkt, damit sieh  beide     Flansehen    2 und<B>5</B> berühren     (Fig.   <B>5).</B>  Der zur     Verklebung    der     Glassehmelzstoff-          schichten    nötige schwache     Anfangsdruck    wird  durch das Eigengewicht des in der Zeichnung  nicht dargestellten Griffes des Ballons<B>1</B> ge  währleistet. Es beginnt nun das Pumpen  durch das     Pumpröhrehen    12, wodurch die  Planschen des Ballons und des Füsschens  durch den durch Versuche vorbestimmten  äussern Druck eine vollkommene Vereinigung  erfahren.

   Sodann wird die Heizung verrin  gert, und es erstarren die     Glassehmelzstoff-          schichten,    und nach der üblichen langsamen  Abkühlung und nach der Entgasung wird das       Pumpröhrehen    12 mit     Stiehflammen   <B>13</B> in be  kannter Weise verschlossen     (Fig.   <B>6).</B>  



  Infolge der beim neuen Verfahren ange  wendeten niedrigen Temperaturen, welche  stets unter dem     Erweiehungspunkt    des Glases  liegen,     muss    man nicht mit der Deformation  und den dadurch entstehenden Ungenauigkei  ten rechnen. Da der Heizkörper ringförmig  ist, müssen die Gefässteile bei der Vereinigung  gar nicht gedreht werden, und es kann die  Vereinigung an der Pumpe erfolgen, was in  folge des     Entfallens    der Verwendung der       Verschmelzmaschine    eine Vereinfachung der  Herstellung bedeutet und noch den Vorteil  mit sich bringt,     dass    die Gefässteile durch ein  schwaches Vorpumpen mit Hilfe des auf sie    einwirkenden äussern -Luftdruckes während  und nach der Vereinigung,

   ohne jedwede be  sondere Hilfsvorrichtung, mit einer genau be  stimmten Kraft     zusammengepresst    werden  können. Infolge der niedrigen Temperatur be  dürfen auch die     Vorerhitzung    und die<B>Ab-</B>  kühlung weniger Zeit, die Maschinen werden  demnach besser ausgenützt, und es wird eine  höhere Leistung bei der Herstellung erzielt.  



  Aus dem behandelten Beispiel ist     ersicht-          liell,        dass    das beschriebene Verfahren für an  dere Zwecke, z. B. zur luftdichten Vereini  gung von leeren oder keine     oxydierbare    Be  standteile enthaltenden, oder sonstigen, ge  schlossene Gefässe bildenden Ballonteilen ver  wendet werden kann.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCI-I: Verfahren zur luftdichten Vereinigung von Glasgefässteilen, dadurch gekennzeichnet, dass die Gefässteile mit Hilfe eines solchen Glassehmelzstoffes vereinigt werden, dessen bei höchstens<B>5500</B> C liegender Erweich-ungs- punkt tiefer ist als der des Gefässstoffes.

   <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> <B>1.</B> Verfahren nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass gepulverter Glas- schmelzstoff auf die zu vereinigenden Gefäss teile bei einer unterhalb seines Erweichungs- punktes liegenden Temperatur aufgetragen wird und nach der Auftragung durch Erhit zung auf die Gefässteile aufgeschmolzen wird. 2. Verfahren nach Unteranspruch<B>1,</B> da durch gekennzeichnet, dass die Aufschmelzung des Glassehmelzstoffes auf die Gefässteile noch vor dem Einbau oxydierbarer Bestandteile er folgt.

   <B>3.</B> Verfahren nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass als Glassehmelz- stoffe Stoffe verwendet werden, welche den Schmelzpunkt von Email herabsetzen. 4. Verfahren nach Unteransprueh <B>3,</B> da durch gekennzeichnet, dass die aneinander- gefügten Gefässteile nach der durch Erhitzung erfolgten Erweichung des auf die zu vereini genden Gelässbestandteile aufgetragenen Glas- schmelzstoffes durch Auspumpen des Gefässes zusammengepresst werden.

   <B>5.</B> Verfahren nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass der Glassehmelz- stoff durch die Strahlungswärme eines elek trischen Heizkörpers erhitzt wird. <B>6.</B> Verfahren nach Unteranspruch<B>5,</B> zur luftdichten Verbindung des Ballons und des aus gepresstem Glas verfertigten Füsschens einer Elektronenröhre, dadurch gekennzeich net, dass der Ballon und das mit der Pumpe verbundene Füsschen durch einen die Röhre umgebenden elektrischen Strahlungsheizkör- per auf eine oberhalb des Erweichungspunk- tes des Glassehmelzstoffes,

   jedoch unterhalb seines Schmelzpunktes liegende Temperatur gebracht und ohne Gasspülung des Röhren innern während des Pumpens vereinigt wer den. <B>7.</B> Verfahren nach Unteransprueb. <B>6,</B> da durch gekennzeichnet, dass die Vorwärmung der Glasgefässteile, die Erweiehung des Glas- schmelzstoffes wie auch die stufenweise<B>Ab-</B> kühlung der vereinigten Gefässteile durch Re gelung des Heizstromes des elektrischen Strah lungsheizkörpers bewerkstelligt werden.