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Einrichtung zum Abschmelzen von Gas enthaltenden Gefässen.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ausführung eines Verfahrens zum Abschmelzen solcher mit-Gas gefüllter Gefässe, insbesondere zum Absehmelzen (d. h. zum luftdichten Abschliessen) von gasgefüllten elektrischen Glühlampen, welche ein aus Glas oder glasartigem Material bestehendes Entlüftungs- und Füllrohr besitzen, durch dessen Absehmelzung das Verschliessen des Gefässes erfolgt. Zu diesem Zwecke sind zahlreiche Verfahren bekannt, welche auch zum Verschliessen solcher Gefässe geeignet sind, deren Füllgasdruck im Zeitpunkte der Absehmelzung höher als Atmosphärendruck ist.
Von den bisher bekannten Verfahren erfordern jene, bei welchen das Entlüftungsrohr in warmem Zustande mit einem Werkzeug verquetseht wird, Entlüftungsrohre von äusserst gleichmässiger Qualität ; ferner muss die Erwärmung mittels eiler mit sorgfältig auf gleichem Druck und Zusammensetzung gehaltenem Gas gespeister und genau regulierter Flamme und die Fabrikation bei fortlaufendem Füllgasdruck und an mit sorgfältig eingestellter Geschwindigkeit laufenden Automaten erfolgen. Bei Erzeugung von Lampen gleicher Typen verursacht die Erfüllung dieser Belingungen keine wesentlichen Schwierigkeiten, bei Typenänderung war man jedoch gezwungen, zeitraubende Proben anzustellen.
Jenes Verfahren, bei welchem das Entlüftungsrohr mitsamt der über sie gezogenen Hülse verquetscht wird, besitzt zwar in viel geringerem Masse diese Nachteile, die über das Entlüftungsrohr gezogene Hülse verteuert aber sowohl das Verfahren wie auch das Produkt.
Die erfindungsgemässe Einrichtung behebt alle diese Nachteile dadurch, dass hiebei zur Quetschung des Entlüftungsrohres ein hocherhitztes-u. zw. zumindest rotglühendes-Werkzeug verwendet wird, welches die zur Erweichung des Entlüftungsrohres nötige Wärme demselben grösstenteils unmittelbar durch Wärmeübergabe übermittelt, wobei man dieses zwei-oder mehrteilige Werkzeug in zusammengedrückter, d. h. sich mit dem Entlüftungsrohr berührender Lage, mitsamt dem bereits verschlossenen Entlüftungsrohr so lange abkühlen lässt, bis das Entlüftungsrohr fest genug wird, um beim'Offnen des Werkzeuges nicht auszublasen.
Dieses Werkzeug wird zweckmässig elastisch ausgestaltet und/oder wird dasselbe mittels Federn, Druckluft usw. an die Entlüftungsröhre angepresst, welche, wenn auch
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um Sprünge beim Aufpressen des glühenden Werkzeuges zu vermeiden. Das Vorwärmen kann entfallen, falls die Erhitzung des Werkzeuges verhältnismässig langsam und erst dann vorgenommen wird, wenn dasselbe mit dem Glasrohr bereits in Berührung steht.
Verfährt man in diesem Sinne, so wird die stetige Zusammenquetschung der Entlüftungsröhre notwendigerweise automatisch mit ihrer zunehmenden Erweichung in Einklang gebracht, so dass keine Gefahr des Ausblassns an der Quetschstelle besteht. In Anbetracht der verhältnismässig schlechten Wärmeleitfähigkeit des Glases ist auch die Gefahr gering, dass das Rohr an einer ausserhalb des Wirkungskreises des Werkzeuges liegenden Stelle so weit erweicht, dass dort ein Ausblasen erfolgt und kann diese Gefahr gänzlich ausgeschaltet werden, wenn diese Stellen des Rohres in geeigneter Weise, z. B. durch einen Luftstrom abgekühlt werden.
Die Erhitzung der Werkzeuge erfolgt zweckmässig entweder mit Hilfe eines durchfliessenden Stromes mittels an oder in denselben angebrachten Heizkörpern oder aber kann man an Stelle bzw. gleichzeitig mit diesem Verfahren eine Erhitzung mittels Gasflamme anwenden. Das gemeinsame Abkühlen des Werkzeuges und der Glasröhre kann nötigenfalls mittels Luftstromes oder in anderer Weise beschleunigt werden.
Die oben beschriebene Arbeitsweise birgt noch die Schwierigkeit, dass das Werkzeug-wenn es nicht aus entsprechendem Material und/oder mit entsprechender Oberfläche hergestellt ist-
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leicht an das Glas klebt. Will man es nach Abkühlung vom Glase trennen, so kann dadurch das Glas springen, ja sogar zerbrechen. Erfahrungsgemäss sind Werkzeuge, die aus einer Chrom-Eisen-Legierung bestehen, falls ihre Oberfläche vollkommen glatt und sauber, z. B. glänzend ist, frei von diesen Nachteilen. Man kann aber in gewissen Fällen auch mit Werkzeugen andern Materials, z. B. aus Graphit oder Kohle, verfertigten Werkzeugen ebenfalls gute Resultate erzielen. In der Praxis ist aber die
Anwendung von Metallwerkzeugen vorteilhafter, obwohl die Oberfläche derselben die oben als erforderlich bezeichneten Eigenschaften rasch verliert.
Man kann aber auch bei Verwendung von Werkzeugen mit rauher undleder unreiner, z. B : ; oxydierter Oberfläche gute Ergebnisse erzielen, wenn man die mit dem Glas in Berührung kommende Fläche des Werkzeuges vor jedem Quetschen mit einer aus zerfallendem, feuerfestem Material, z. B. aus,. Graphit, bestehenden Schicht überzieht. Die Aufbringung derselben kann zweckmässig in Form einer wässerigen Suspension, z. B. in Form von"Aquadag"erfolgen.
Die oben beschriebene Sprung-oder Bruchgefahr kann jedoch mit voller Sicherheit vermieden werden, wenn man an Stelle oder nebst der obigen Vorschriften Werkzeuge solchen Materials verwendet, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient mit jenem des Glases der Entlüftungsrohre genau oder "praktisch (d. h. höchstens mit-einer Abweichung von +15%) übereinstimmt und dieses Werkzeug nach dessen Abkühlung während oder nach der stufenweisen Deformation desselben von der Ober- fläche des zusammengequetschten Glasrohres entfernt. Dies ist z.
B. bei Verwendung von Werkzeugen aus gebogenen dünnen Platten in folgender Weise möglich : Sowohl diese, wie auch die andern Werk- zeuge können zweckmässig so ausgestaltet werden, dass sie die Entlüftungsrohre nach deren Ver- quetsehung auch in zwei Teile trennen, wie dies aus älteren Patenten bekannt ist. Der Nachteil nun, dass die zur Abkühlung der Entlüftungsröhre nötige Zeit die Arbeit der zur Erzeugung von Glühlampen und Entladungsröhren verwendeten Kreislaufmaschinen (Automaten) verzögert, kann erfindungs- gemäss z. B. dadurch verhindert werden, dass man das bereits abgeschlossene Gefäss mittels eines, einem besonderen Hilfsautomaten angehörenden Verschlusswerkzeuges dem Hilfsautomaten übergeben lässt und das Gefäss dann von diesem abgenommen wird.
Hiedurch kann die Arbeitsleistung der Abstech- position des Automaten der Zahl der Hilfsautomatpositionen entsprechend vervielfacht werden, so dass mit diesem Griff statt der Verzögerung eine Beschleunigung der Fabrikation erzielt wird. Die
Beschleunigung des Prozesses kann noch gefördert werden, wenn man zur Verquetschung Werkzeuge kleiner Wärmekapazität verwendet, welche rasch erhitzen und abkühlen.
Nachstehend soll die erfindungsgemässe Einrichtung an Hand der'Zeichnung beispielsweise ausführlicher erörtert werden.
Fig. 1 zeigt den Beginn des Abschmelzprozesses, Fig. 2 ist eine Skizze. des Werkzeugentfernungs- vorganges, Fig. 3 ist die Seitenansicht eines anders ausgestalteten Halbwerkzeuges, Fig. 4 eine Drauf- sieht auf die Werkzeuganordnung und Fig. 5 veranschaulicht den Herstellungsvorgang am Automaten.
Fig. 1 ist in vergrössertem Massstabe eine teilweise perspektivische Darstellung jenes Abschnittes des Verfahrens, bei welchem die einander gegenüberliegenden Quetschwerkzeuge 2 und 3 sieh an das ein wenig (noch unter die Erweichungstemperatur) vorgewärmte Entlüftungsrohr 1 der sieh bereits im Automaten befindlichen, zu erzeugenden Glühlampe legen. Dieses Werkzeug besteht aus. aus Chrom-Nickel-Lsgierung verfertigten, verhältnismässig dünnen U-förmigen Platten, welche mittels ihre Enden umfassenden Backen 2 a, und 2 b bzw. 3 a und 3 b an die Röhre gepresst und durch einen die Backen durchfliessenden elektrischen Strom geheizt werden.. Die Backen sind relativ zueinander bewegbar an eine durch den Automaten betriebene Druckvorrichtung, welche in der Zeichnung nicht dargestellt ist, montiert.
Die Druckyorrichtung kann. sowohl pneumatisch sein als auch zwischen
Bewegungsorgan und Backen'angeordnete Federn enthalten, um die Werkzeuge elastisch an das Rohr 1 zu pressen. Das Rohr wird von den Werkzeugen, welche beim Quetschen auf hochrotglühender
Temperatur erhitzt sind, durch mittelbare Wärmeübergabe ganz oder teilweise so erhitzt, dass sie weich wird und ihre inneren Wandflächen beim Zusammenquetschen miteinander verschweissen.
Zweckmässig werden. die ausserhalb, jedoch nahe des Wirkungskreises der Werkzeuge liegenden
Rohrteile durch in den Pleilrielitungen 4 und, i geblasene Luftströme abgekühlt, damit das Rohr weder nach der Lampe zu, noch an der der Füllgasquelle zugekehrten Seite ausblasen kann.
Sobald die Werkzeuge die in Fig. 2 voll gezeichnete relative Lage erreicht haben, also die Röhre bereits derart abgeschmolzen haben, dass-deren Hohlräume 1 a und.. 1 b. nicht mehr miteinander kommunizieren, wird, die Heizstromzufuhr abgebrochen und man lässt die Werkzeuge mitsamt dem
Rohr in dieser Stellung abkühlen.
Die relative Läge der das Werkzeug haltenden Backe 2a zur. Backe 2b und der Backe 3a zur
Backe 3b bleibt sowohl während des Verquetschens, wie auch währende des Abkühlens unverändert.
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Werkzeuge gefördert werden kann. Die Werkzeuge werden nach ihrer oben beschriebenen elastischen Deformation auseinandergezogen und durch entsprechende Bewegung der Backen in ihre ursprüngliche Form gebracht. Das untere Rohrende wird-zweckmässig durch Abschalten der Höhlung 1b von der Füllgasquelle-abgebrochen.
Will man an Stelle des teueren elektrischen Stromes als Wärmequelle ganz oder teilweise mit Gaserhitzung arbeiten, so kann jedes Werkzeug mittels in den Pfeilrichtungen 6 bzw. 7 (Fig. 2) wirkenden Gasflammen geheizt werden. In vielen Fällen, insbesondere bei Gasheizung, ist die Verwendung von Werkzeugen zweckmässig, welche aus derart dünnen Platten bestehen, dass sie an sich elastisch genug sind, um das Glasrohr nur seiner Erweichung entsprechend zusammenzupressen, nicht aber zu brechen.
Das Abbrechen des unteren Rohrendes in einem separaten Vorgang kann vermieden werden, wenn man das in Fig. 3 dargestellte Werkzeug verwendet, dessen sehalfe Kante 3e das Rohr nach erfolgter Abschmelzung entzweischneidet.
Es können auch zahlreiche anders gestaltete Werkzeuge verwendet werden, wie z. B. solche, die beim Zusammenpressen das Rohr j ! vollkommen umschliessen. Eine schematische Draufsicht auf
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Fig. 5 zeigt schliesslich, wie der Hilfsautomat B von der Abschmelzstelle a des die Glühlampe erzeugenden bekannten Automaten A die bereits verschlossene Lampe übernimmt. Das Rohr kühlt mitsamt den Werkzeugen an Stelle b des Hilfsautomaten ab und wird an Stelle c von demselben nach Auseinanderziehen der Werkzeuge abgehoben. Gleichzeitig oder in der nächsten Stellung des Automaten B werden die Werkzeuge wieder in ihre ursprüngliche Gestalt gebracht.
Inzwischen oder in
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vorgewärmt usf. werden, ohne dass man hiezu die Geschwindigkeit des Hauptautomaten verringern, bzw. die Anzahl seiner Stellungen (Ruhestellen) vermehren müsste, wodurch die Umänderung und gute Verwendung der bereits vorhandenen Automaten für die Zwecke des neuen Verfahrens ermöglicht
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befinden, welcher durch den Bewegungsmechanismus des Automaten A mittels einer Zwangsverbindung betrieben wird. Zweckmässig sind die Drehrichtungen der Haupt-und Hilfsautomaten (wie dies durch Pfeile angedeutet ist) einander entgegengesetzt.
Die erfindungsgemässe Einrichtung kann jedoch auch mit einem einzigen, zu diesem Behufe angefertigten Automaten vollzogen werden. Ein solcher Automat wird zweckmässig so hergestellt, dass man zu jeder einzelner seiner Ruhestellen (Positionen) je eine, zuit Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens geeignete, Abschliessanordnung zuordnet. Dies hat den Vorzug, dass die einzelnen Abschliesswerkzeuge tatsächlich in viel grösseren Zeitabständen in Wirkung treten, als bei der oben beschriebenen, mit Hilfsautomaten arbeitenden Anordnung, demzufolge man sie einerseits seltener auswechseln muss und anderseits-da mehr Zeit zur Verfügung steht-man nicht gezwungen ist zwecks Einhaltung der Arbeitszeit die Erwärmung bzw. Abkühlung der Werkzeuge in einer die Struktur ihres Materials schädlich beeinflussenden Weise zu vollziehen.
Demzufolge kann man die Wahl des Materials der für solche Automaten bestimmten Werkzeuge auf einen grösseren Kreis erstrecken und solche Materialien verwenden, welche aus glastechnischen Gründen vorteilhafter sind, welche aber bei einer Verwendung am Hilfsautomaten der dort auftretenden thermischen Inanspruchnahme gar nicht oder nur für sehr kurze Zeit gewachsen wären.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Abschmelzen von Gefässen mit aus Glas oder ähnlichem Material bestehenden Pump-oder Füllrohr, das durch in warmem Zustand erfolgendes Verquetschen verschlossen wird, z. B. von mit einem Gas von höherem Druck als Atmosphärendruck gefüllten Glühlampen, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verschliessen des Entlüftungsrohres beim Verquetschen mindestens hoch- rotglühende, an das Entlüftungsrohr zweckmässig elastisch angepresste Werkzeuge verwendet werden, die nach erfolgter Verquetschung in'der Berührungslage mit dem Rohr gemeinsam mit demselben abgekühlt werden.