<Desc/Clms Page number 1>
ÖSTERREICHISCHES PATENTAMT Verfahren zum genauen Kalibrieren der Innenabmessungen eines
Kolbens für eine elektrische Entladungsröhre
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum genauen Kalibrieren der Innenabmessungen eines
Glaskolbens für elektrische Entladungsröhren, welcher Kolben auf der einen Seite offen ist und auf der andern Seite mit einem Pumprohr versehen ist.
Es sind viele Verfahren zum genauen Kalibrieren der Innenabmessungen von Glasumhüllungen bekannt. Z. B. ist es bekannt, einem solchen zylindrischen Kolben über einen Teil seiner Länge einen genau bestimmten Durchmesser zu geben unter Verwendung eines geteilten Kernes. Ein solcher Kolben ist sehr geeignet für stossfeste Entladungsröhren, da das Elektrodensystem dann steife Glimmerzentrierglieder aufweisen kann. Obwohl mit diesem bekannten Verfahren sehr gute Ergebnisse erhalten werden können, zeigt es sich, dass der komplizierte, geteilte Kern leicht infolge der Temperaturänderungen, denen dieser Kern ausgesetzt wird, deformiert wird. Ausserdem ist auch der Bedienungsmechanismus dieses Kernes ziemlich kompliziert.
Da der auf Mass gebrachte Teil des Kolbens genau zylindrisch ist, ergibt sich noch der Nachteil, dass das obere Zentrierglied in einem grossen Abstand längs des Glases geschoben werden. muss, wenn das Elektrodensystem in den Kolben gebracht wird.
Weiters ist es bekannt, einen ungeteilten Kern zu verwenden, der unter Erhitzung eines Glasrohres über die ganze Länge schrittweise in das Rohr eingedrückt wird. Es ist auch bekannt, ungeteilte, konische oder zylindrische Kerne zu verwenden, die in ein einseitig geschlossenes Glasrohr eingebracht werden, wonach das Rohr örtlich fortlaufend von einem bis zum andern Ende erhitzt wird, wobei der Innenraum des Rohres evakuiert werden kann. Bei diesen bekannten Verfahren war es immer notwendig, das Glasrohr und den Kern ganz abzukühlen, bevor der Kern aus dem Glasrohr entfernt werden konnte. Ausserdem sollte der Kern aus einem Material mit grösserem Ausdehnungskoeffizienten als das Glas bestehen, so dass man in der Wahl des Kernmaterial beschränkt war.
Die genannten Nachteile können vermieden werden, wenn bei einem Verfahren. zum genauen Kalibrieren der Innenabmessungen solcher mit einem Pumprohr versehenen Kolben gemäss der Erfindung der Kolben mit dem Pumprohr aufwärts über einen ungeteilten kegeligen Kern gehängt wird, worauf Kern und Kolben in an sich bekannter Weise derart über ihrer ganzen Länge erhitzt werden, dass das erweichende Glas des Kolbens sich durch die kombinierte Wirkung seiner Oberflächenspannung und des Druckes der Flammen an den Kern anlegt, worauf man Kolben und Kern zusammen einige Sekunden abkühlen lässt und darauf den Kolben wieder einigermassen nacherhitzt, wodurch der Kolben sich vom Kern löst, und dann unmittelbar anschliessend an diese Nacherhitzung der Kolben hievon entfernt und ein anderer Kolben sofort über den Kern gehängt wird, ohne eine weitere Abkühlung des Kernes abzuwarten.
Um ein zu weites Absacken des Kolbens während des Erweichens zu verhüten, ist der Kern mit eire- ringsumlaufenden Schulter versehen, auf der der Unterrand des Kolbens aufliegt. Der Vorteil ist, dass dadurch auch die Lange des Kolbens genau bestimmt ist.
Nachdem ein Elektrodensystem auf einem gläsernen Bodenteil montiert ist, wird es in den Kolben geschoben bis der Boden an dem Unterrand des Kolbens anliegt. Das obere Glimmerzentrierglied klemmt dann im Glaskolben. Weil der Kolben durch die Behandlung auf dem Kern einigermassen kegelig geworden ist, kann das steife Zentrierglied weit in den Kolben eingeschoben werden, ohne dessen Wand zu berühren. Nur kurz bevor der Bodenteil gegen den Rand des Kolbens kommt, beginnt das obere Zentrierglied
<Desc/Clms Page number 2>
im Kolben zu klemmen ;
Durch die kegelige Form des Kernes ist es möglich, ihn aus rostfreiem Stahl herzustellen, da er jetzt nicht mehr aus Material mit einem grossen Ausdehnungskoeffizienten zu bestehen braucht. Ein kleiner
Unterschied in der Ausdehnung genügt nämlich schon, um den Kolben vom Kern zu lösen.
Dieser Unterschied ergibt sich schon dann, wenn, nachdem der Kolben sich um den Kern gelegt hat, Kern und Kolben einige Sekunden an der Luft abkühlen können und dann eine Nacherhitzung des Kolbens stattfindet.
Gegebenenfalls kann man gegen den Sockel des Kernes einen Luftstrom blasen, um den Kern etwas stärker abkühlen zu lassen. Der Kolben kann jetzt ohne weiteres vom Kern entfernt und auf übliche Weise spannungsfrei gekühlt werden.
Es zeigt sich, dass auf diese Weise eine grössere Anzahl von Kolben stündlich auf Mass gebracht werden kann. Gegebenenfalls kann man, sobald der Unterrand des Kolbens auf der Schulter des Kernes aufliegt, die Aussenseite des unteren Teiles des Kolbens mittels einer Rolle noch einen Augenblick andrücken. Weil nämlich die Temperatur von der Spitze des Kernes zum Sockel abnimmt und das weiche Glas zum Absacken neigt, kann die untere Hälfte des Kolbens infolge der Aufstauung des Glases eine einigermassen unregelmässige Aussenoberfläche erhalten. Dadurch kann hier eine geringe Unrundheit des Kolbenquerschnitts entstehen.
Weil der Kolben ganz erhitzt wird, kann die Erhitzung schnell erfolgen, während gerade der Teil des Kolbens, in den später das Glimmerzentrierglied geklemmt wird, besonders genau gebildet wird, wenn dafür gesorgt wird, dass die Temperatur des Kernes und des Glases an dieser Stelle den richtigen Wert erhält, so dass das Glas genügend weich wird, um durch seine Oberflächenspannung und den Flammendruck auf den Kern gedrückt zu werden. Weil die Oberseite des Kolbens ein Pumprohr aufweist, kann man zum besseren Andrücken des Glases an den Kern kein Vakuum verwenden. Es hat sich jedoch gezeigt, dass dies bei Verwendung des Verfahrens gemäss der Erfindung sogar überflüssig ist. Die Genauigkeit nimmt dann bereits zu, wenn die Temperatur des Kernes höher gewählt wird. Die Temperatur darf selbstverständlich nicht so hoch sein, dass das Glas an dem Kern klebt oder haftet.
Die Erfindung wird jetzt an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der Fig. 1 einen Kolben auf einem Kern während des Erhitzens zeigt, Fig. 2 den Kolben auf dem Kern während des Nacherhitzens zeigt, Fig. 3 einen Längsschnitt und Fig. 4 einen Querschnitt eines Kolbens mit Elektrodensystem und Fig. 5 einen Längsschnitt durch eine fertige elektrische Entladungsröhre darstellt.
Der Kolben 1 wird vorher aus einem zylindrischen Glasrohr gebildet, mit einem Pumprohr 2 versehen und dann mit dem Pumprohr 2 aufwärts über den Kern 3 gehängt. Dieser Kern 3 besteht aus rostfreiem Stahl und ist ein wenig kegelig, so dass der Durchmesser bei der Schulter 4 etwa 0,6 mm grösser ist als am Oberende. Der durchschnittliche Durchmesser beträgt 18, 5 mm, während der Durchmesser oben 18, 2 und unten 18,8 mm beträgt. Die Wandstärke des Kolbenglases beträgt etwa 1 mm, der Aussendurchmesser höchstens 21 mm. Durch die Mitte des Kernes 3 läuft ein Stift 5, der verschiebbar ist und am Oberende einen dünnen Zapfen 5'aufweist, der gerade in das Pumprohr 2 passt und damit den Kolben zentriert haltert.
Eine Anzahl von Kernen 3 sind auf einer zur Herstellung von Entladungsröhren üblichen Vorrichtung (Mühle) angeordnet. Auf diese Kerne 3 werden Kolben 1 gesetzt und an vorzugsweise mehreren Stellen nacheinander durch Schlitzbrenner 6 erhitzt, so dass das Glas jedes Kolbens einigermassen weich wird. Zugleich wird auch der Kern 3 warm. Ist das Glas genügend weich, so legt es sich unter dem Einfluss der Oberflächenspannung des Glases und dem Druck der Flammen ganz an den Kern an. Es ist von besonderer Bedeutung, dass ein verhältnismässig grosser Teil 13 (Fig. 3) genau bestimmte Innenabmessungen mit geringen Toleranzen erhält, weil in diesem Teil später das obere, steife Glimmerzentrierglied des Elektrodensystems geklemmt werden soll. Es ist deshalb dafür zu sorgen, dass der Kern dort die höchste und günstigste Temperatur erhält.
Der Kern mit Kolben wird vorzugsweise relativ zu den Brennern 6 in eine umlaufende Bewegung versetzt. Der Unterrand des Kolbens 1 liegt auf der Schulter 4 auf, wodurch die Länge des Kolbens unterhalb der Zone 13 festliegt. Die Breite der Zone 13 ist so gewählt, dass alle Abweichungen, die sich durch Montagetoleranzen und Änderungen in Kolbenlänge unterhalb dieser Zone ergeben, in dieser Breite aufgenommen werden können. Die Breite der Zone 13 ist z. B. 11 mm, der Durchmesser der Obergrenze z. B. 18, 2 mm, der Untergrenze z. B. 18,3 mm.
Kern und Kolben lässt man dann einige Sekunden an der Luft abkühlen, worauf der Kolben noch ein-
EMI2.1
der Kolben kegelig sind, ist ein kleiner Unterschied in der Ausdehnung zwischen dem Glas und dem Kern und damit ein verhältnismässig kleiner Temperaturunterschied ausreichend, um das Glas vom Kern zu
<Desc/Clms Page number 3>
lösen. Durch Empordrücken des durch die Mitte des Kernes 3 hindurchlaufenden Stiftes 5 wird der Kolben dann unmittelbar nach dem Nacherhitzen entfernt und weiter auf übliche Weise spannungsfrei gekühlt. Der Kern 3 kühlt an der Luft noch ein wenig weiter ab, während bereits ein anderer Kolben über den Kern gehängt wird. Es ist demzufolge nicht erforderlich, den Kern ganz abzukühlen, wie es bei einem genau zylindrischen Kern erforderlich wäre.
Dadurch sind die Zeit- und Wärmeverluste gering.
Das Elektrodensystem 9 der Entladungsröhre, für die der Kolben bestimmt ist, ist zwischen zwei Glimmergliedern 10 und 11 montiert und auf einem gläsernen Rohrboden 12 angeordnet (Fig. 3 und 4).
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist das Glimmerglied 10 sehr steif, da es im wesentlichen durch Kreisbögen, deren Radien vorzugsweise etwa 20 - 3fi1/0 grösser als derjenige des Kolbens sind, begrenzt wird, u. zw. derart, dass die grössten Diagonalen des Zentriergliedes 0, 5 - 20/0 länger sind als der Innendurchmesser des Kolbens an der Stelle des Oberteiles der Zone 13. Indem dafür gesorgt ist, dass der Abstand zwischen dem Zentrierglied 10 und der Bodenscheibe 12 immer gleich ist, befindet sich dieses Glied 10 also immer auf gleicher Höhe in dem Kolben, wenn der Unterrand des Kolbens mit der Bodenscheibe in Berührung kommt.
Die Scheibe 10 ist nur im Bereich der Zone 13 mit dem Kolben 1 in Berührung ; sie braucht demzufolge nicht über grosse Länge eng passend längs des Glases zu reiben. Die Zentrierscheibe 11, die gleich der Scheibe 10 sein kann, berührt das Glas gar nicht.
Schliesslich wird der Boden 12 mit dem Kolben 1 verschmolzen, die Röhre entlüftet, das Pumprohr 2 abgeschmolzen und der Getter verdampft, worauf die Röhre die in Fig. 5 dargestellte Form hat.
Durch die grosse Einfachheit und symmetrische Form des Kernes bleibt dieser genau gerade, obwohl jedesmal erhitzt und abgekühlt wird. Weil der Kern aus rostfreiem Stahl bestehen kann, ist die Abnutzung ausserdem sehr gering. Da die Länge und der Durchmesser der ursprünglich zylindrischen Kolben etwa 61o verschieden sein können, kann es vorkommen, dass der Unterrand schon auf der Schulter 4 aufliegt, ehe auch der Teil des Kolbens unterhalb der Zone 13 sich an den Kern angelegt hat. Es ist dann erwünscht, die Aussenoberfläche dieses Teiles des Kolbens mit einer Rolle anzudrücken. Auf die Genauigkeit des Innendurchmessers hat dies jedoch keinen Einfluss, da es sich gezeigt hat, dass der Kolben an der Innenoberfläche immer mit dem Kern in Berührung kommt.
Jedoch sind die Abweichungen des Innendurchmessers des fertigen Kolbens auf der Unterseite wohl etwas grösser als in der Zone 13, wo der Kern während des Erweichens des Glases die optimale Temperatur aufwies. Da in den unteren Teil des Kolbens jedoch kein Zentrierglied geklemmt wird, ist dies kein Nachteil.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum genauen Kalibrieren der Innenabmessungen eines Kolbens für eine elektrische Ent- ladungsröhre, welcher Kolben auf der einen Seite offen und auf der andern Seite mit einem Pumprohr versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben mit dem Pumprohr aufwärts über einen ungeteilten kegeligen Kern gehängt wird, worauf Kern und Kolben in an sich bekannter Weise derart über ihrer, ganzen Länge erhitzt werden, dass das erweichende Glas des Kolbens sich durch die kombinierte Wirkung seiner Oberflächenspannung und den Druck der Flammen an den Kern anlegt, worauf man Kolben und Kern zusammen einige Sekunden abkühlen lässt und darauf den Kolben wieder einigermassen nacherhitzt,
wodurch er sich vom Kern löst und dann unmittelbar anschliessend an die Nacherhitzung der Kolben von dem Kern abgehoben und ein anderer Kolben sofort über den Kern gehängt wird, ohne eine weitere Abkühlung des Kernes abzuwarten.