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'f 1'océdê op'our la préparation de soudures
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,: ,entré verre et métal tt.
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,,1=. , : ,r3nre'n,tion concerne, des soudures verre-métal, telles qu' =éleâsônt utilisées, en,particulier, pour les traversées des ':l,a;mps à.':a:,ég:l;1-arg électrique,''par. exemple,'pour les traversées ,c'lee.trrce'rour les anodes ou cathodes de ûes'iampea à déohar- 'gé, .1i},a e'l'les ,so,udures entre verre et métal peuvent être réali...
;,3d"a qui consiste à'introduire .ut;'.'bouchon de ver- i-roi àuqiiel ozi,4'àonné au préalable une forme appropriée, dans un
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' et à le maintenir'en position au cours du chaut- d'un moule, spécial. Ce moule 'doit être prévu, de
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:r::<? >t&ll<:\,,que, -le bouchon de' verre ne puisse pas- s'écouler au a,4, cours de l'opération de soudure, mais qu'il ne puisse r,a,àrion.' ,tts'xës.teY collé sur le moule,, < Four'cette raison, le-' qàs%1%u4µ soit entièrement, soit; sur ses ;rt3es qui rv;t.ârr; ë2 ctrittot, avec le' verre, par du graphite. ,Au, oour,a- de t,,'io',";7.é-.gaphite brûle superficiellement, do sorte 'qu'en tg'.âl.11 sa:p,h et 'le',verre ne collant -pas'entre eu.%., Mi rC.t?n'd,é;'tte eembust1on,.' on a besoin d'un nouveau corps en .gr,ih3:' our, ahg,tze cpêatio, oe qui ent:rà1J;l'.
W ú.1;le ' d.p.ène. < ,s,lêil1e11:taiErdeh matêriel ,et de trava:t;l, qu' on'un inconvénient.
,', ,à- à. xaahite dans les,'moules -de sQud,ure, présêf1,ten t :1'}1;I.CPN' <Set' àt(tre inconvénient que lorsqu'on'soude des bagues'de ; verre' de granQ.' diamètr;' ainsi >qu>e!.a:0'e produit ,.,..s 1,8,' SàuGùt9. sle .cathodes pour'les la.I1'l.pe à OEà6Éàrgé'"d6"'dimen-¯ s:àns e.lat.vement, Jmportaiites, les d1menrHo1'J,s'obliga.to1rémnt ,jfrê.ë1sés .<Lu corps en graphite peuvent provoquer des tensions , dangereuses 'dans'le verre, donnant lieu à de trèâ f3.n.es'âêcb.imirex à 'la surface du verre.
Au bout de quelque- temps, ces déchitutes peuvent s'étaler spontanément, de* sorte'que io corps'en verte se-'fend et la. soudure'devient inutilisable.''Si l'on ptê- ;pare: la lbibae en graphite avec une tolérance plmà grande) 'le" , , verre' coule dans es .rtersti6e, ce qui d 5ori côté conduit facilement à 16 formation de-déchirures'et'de fentes. >¯'<' " H , , L'invent,ion, ,8. pour objet un procédé -pour 'la ':préparation
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de .'soudures entre -verre et métal, dans lequel on évité là tech-
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nique, usuelle jusqu'à présent, ,qui' consiste'à employer un revêtement ,de ,graphite, et,, par suite, les inoonvénients liés à'oette. technique et décrits plus haut.
Conformément à",invent3,on,' les pièces de/forme à souder entre elles sont déple:o6as'au cours de
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.la préparation de' là soudure vèrre-métal, de façon' à leur donner
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suooess3,vement,des positions variables par rapport à la direc-
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tion de ,la pesanteur, pendant toute la durée de leur séjour, dans
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'le laboratoire du four, dans lequel elles. sont exposées'à la
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'température nécessaire à leur soudure, les pièces se trouvent portées successivement dans différentes positions par rapport à la direction de la pesanteur. On arrive ainsi à ce que l'at- traction de la terre ne puisse produire au cours du chauffage aucune déformation inadmissible du verre ramolli.
D'autres avan- tages du procédé, ainsi que les particularités de sa réalisa- tion, ressortent de la description des dessins.
Les figures 1 et 2 montrent deux exemples de soudures en- tre verre et métal telles qu'on les rencontre dans les traver- sées des lampes à décharge électrique. La soudure suivant la figure 1 se compose d'une bague de fer 1 et d'un bouohon de ver- re 2 qu'entoure la bague. A la surface de contact entre la bague de fer et le bouchon de verre on a une couche d'émail 3, qu'on introduit sur l'anneau de fer avant de préparer la soudure, c'est-à-dire avant de chauffer le verre, et qui doit faciliter ou améliorer la liaison entre le verre et l'émail. Au cours de la préparation de la soudure, le bouchon de verre 2 est maintenu dans la position indiquée au moyen d'un corps en graphite 4.
Dans ce cas il est avantageux d'utiliser une sorte de verre ayant un coefficient de dilatation inférieur à celui du fer, de manière µ ce qu'après refroidissement subséquent le verre se trouve sous de fortes tensions de pression orientées radialement ( soudure à verre sous pression ).
La figure 2 montre,une soudure annulaire, qui peut avanta- geusement être effectuée comme soudure dite soudure à verre sous pression. Ce qui signifie que dans cette soudure les matériaux intéressés sont choisis et calculés de façon telle qu'après pré- paration et refroidissement l'anneau de verre se trouve conti- nuellement exposé à une certaine pression. Dans cette soudure, l'anneau de verre 7 se trouve entre deux pièces de forme cylin- drique 5 et 6, dont celle qui se trouve à l'extérieur, 6, peut être enfer ordinaire et, par contre, celle qui est @ l'intéri- eur en ferre-chrome, c'est-à-dire en une variété de fer dont le coefficient de dilatation est ajusté à celui du verre, l'anneau de verre, de son côté, étant relié au fer par l'intermédiaire des couches d'émail 8 et 9.
Une bague de graphite 10 maintient pendant la préparation de-la soudure l'anneau de verre 7 dans la position représentée sur le dessin.
Sur les figures 3 et 4 on a représenté deux fours qui peu- vent être utilisés pour la réalisation du procédé conforme à l'invention. Le four suivant la figure 3 se compose essentielle- ment d'un tube 11, entouré d'un enroulement chauffant 12. A l'in- térieur du four tubulaire 11 se'trouve un support en forme de tige 13, nonté de façon à pouvoir tourner dans.les deux pièces de fermeture du four 14 et 15 et auquel on peut imprimer depuis l'extérieur un mouvement rotatif, par exemple, par l'intermédi- aire d'une poulie d'entraînement 16, au moyen d'un dispositif
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d'entrainerent quelconque.
Dans laborato1re du four on a fixé sur la tige.13 une série de pièces annulaires en verre à souder, constituées d'une façon analogue à oelle de la soudure suivant la figure 2. les bagues d'appui en graphite, telles qu' elles sont appliquées dans les procédés connus conformes aux figures 1 et 2, deviennent superflues dans la four suivant la figure 3. Au lieu de cela les pièces de forme de la soudure verre-métal sont fixées les unes sur les autres, afin qu'elles conservent leur position avent l'achèvement de la soudure. Il existe plusieurs possibilités pour effectuer cette fixation.
On peut, par exemple, chauffer la soudure, disposée radialement, dans un avent-four jusqu'à ce que les couchas d'émail, repré- sentées sur les figures 1 et 2 par 3 ou 8, 9, soient suffisamment
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fondues pour que le bouchon Ou l'anneau de verre colle sur la bague métallique. Une autre possibilité, indiquée sur la figure
3, consiste à donner' aux pièces de forme qui doivent constituer la soudure, pareexemple, à l'anneau'de verre ou à la bague mé- tallique, où, encore aux deux, une' forma- légèrement conique, les deux parties se trouvant fixées mécaniquement'et ne pouvant pas seséparerau cours de leur montage dans le four.
Sur la figure 4 On a représente-un four similaire, à cette seule différence près .que dans ce cas on peut faire tourner le ' four entier 'autour de son axe, 17, qui passe sensiblementPar, le oéntre da gravité du four. A part cela, on a.dans ce cas aussi fixé les pièces de forme devant former la . soudure sur une tige
18, aménagée suivant'l'axe longitudinal du four. Dans les deux formes de réalisation'des figures 3 et 4 on a prévu des instal- lations de support quelconques, par exemple, des éprous 19 ou - desdisques 20 au moyen desquels les pièces de forme de-ra sou- dure verre-métal sont maintenues sur les tiges 13 ou 18.
La soudure entre verre et métal préparée de* la facon dé- crite plus haut est introduite-dans le four et ramollie dans. celui-ci jusqu'à ce qu'il se produise une liaison intime entre 'le. verre.et le métal. Dès que le verre commence à descendre sous l'action de la pesanteur, On change la position de la soudure à l'aide d'un des moyens représentés sur les figures 3 et 4. La position des pièces est modifiée soit en les faisant tourner à l'intérieur du four, conformément à la figure 3, soit en faisant tourner le four entier suivant la figure 4. On recommence autant de fois qu'il le faut pour obtenir une bonne soudure.
Il est avantageux de.continuer l'opération également pendant le réfroi- dissent, jusqu'à ce que le- verre soit passé à son état cassant et que la pesanteur n'ait plus d'action sur lui.
, .La façon dont il convient de faire tourner les pièces de -forme pendant le procédé de préparation, c'est-à-dire pendant le chauffage du four, est définie par les conditions qui dépen- 'dent dans chaque cas donné de la nature de la soudure et de la construction du four: On peut soit modifier la position des piè- ces de forme à des intervalles réguliers, soit encore les faire tourner régulièrement et continuellement.
Dans la disposition suivant la figure 3 -la vitesse de rotation 'peut être aocrue dans 'des limites telles que la pesanteur se trouve entièrement rem- placée par la force centrifuge..Afin de pouvoir établir le rap- port.optimum.entre la durée, la température et le mouvement, il sera dans tous les cas utile de prévoir dans la paroi du four, en'vue de la'.réalisation' dé soudures d'un nouveau type, une fe- nêtre de .visée, telle qu'elle a été indiquée en 21 sur le four conforme à la figure 4. La pièce traitée peut, en outre, être éclairée pour-pouvoir observer avec précision le mouvement du verre à l'intérieur de l'anneau de verre.
Au cours de la fabri- cation en série de soudures déjà essayées, il ne sera plus né- cessaire de les observer. Le.mouvement pourra s'effectuer auto- matiquement suivant un plan établi à l'avance.
. Les fours représentés sur'les figures 3 et 4 et les moyens de rotation des pièces de forme qu'on, a prévus sur ceux-ci ne doivent être considérés que comme simples exemples de réalisa- tion de l'invention. Sans changer quoi que ce soit à l'idée de base de l'invention, on peut modifier aussi bien le montage du four que celui des .dispositifs pour. la fixation et la rotation des.pièces de forme.
Ce qui est essentiel, c'est de prévoir des moyens permettant de modifier au cours de leur chauffage la po- .sition des pièces de forme à souder entre elles, en vue de con- server au verre qui fait partie de la soudure sa position rela-
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tive, sans avoir recours à des pièces de support*
Un autre avantage considérable du procédé suivant l'in- vention réside encore en ce que les soudures en verre, telles qu'elles sont représentées, par exemple, figures 1 et 2, n'ont pas, une fois terminées,'ainsi due celese produisait jusqu'à présent, une surface plane à l'endroit où se trouve la pièce de graphite, alors que le bouchon de verre est concave aux endroits opposés,
mais ici le verre nrend après qu'on a terminé la sou- dure la màme forme concave sur les deux cotes du bouchon de ver- re, c'est-à-dire que sur les deux côtés du bouohon de verre le corps de verre passe progressivement, avec un rayon de ooùrbure ralativement grsnd, vers la surface de la bague de fer sur la- quelle il adhère, on évite ainsi@des tensions sur les bords.
Le fait, s@fin, que le verre ne vient pas en contact avec des corps étrangers au cours de la préparation, offre l'avantage de laisser au verre sa transparence, alors que dans les procédés de préparation connus le côté du bouchon de verre qui est venu en contactavec le corps en graphite devient plus ou moins mat.
REVENDICATIONS.
1.) procédé pour la préparation de soudure entre verre et métal, en particulier pour traversées des lampes à décharge électrique, caractérisé en ce que les pièces de forme à réunir entre elles sont successivement déplacées au cours de la prépa- ration de la soudure dans des positions différentes par rapport à la direction de la pesanteur.
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'f 1'océdê op'our preparation of welds
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,:, entered glass and metal tt.
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,, 1 =. ,:, r3nre'n, tion concerns, glass-to-metal welds, such as used, in particular, for the crossings of ': l, a; mps to.': a:, eg: l; 1 -electric arg, '' by. example, 'for the feedthroughs, this is the anodes or cathodes of the unloaded iampea, .1i}, has them, so, udures between glass and metal can be made. ..
;, 3d "a which consists in'introducing .ut; '.' Ver- i-king plug touqiiel ozi, 4'àonné beforehand an appropriate form, in a
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'and to keep it' in position during the chaut- of a mold, special. This mold 'must be expected, from
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: r :: <? > t & ll <: \ ,, that, -the 'glass stopper cannot- flow at a, 4, during the soldering operation, but that it cannot r, a, àrion.' , tts'xës.teY stuck on the mold ,, <For this reason, the- 'qàs% 1% u4µ either entirely, or; sur ses; rt3es qui rv; t.ârr; ë2 ctrittot, with the 'glass, by graphite. , Au, oour, a- de t ,, 'io', "; 7.e-.gaphite burns superficially, so 'that in tg'.âl.11 sa: p, h and' the ', glass does not sticky -not 'between eu.%., Mi rC.t? n'd, é;' tte eembust1on ,. ' we need a new body in .gr, ih3: 'our, ahg, tze cpêatio, oe qui ent: rà1J; l'.
W ú.1; the 'd.p.ene. <, s, lêil1e11: material taiErdeh, and labor: t; l, that there is a disadvantage.
, ',, to- to. xaahite in the, 'molds -de sQud, ure, presêf1, ten t: 1'} 1; I.CPN '<Set' àt (be disadvantage that when we weld 'rings' of; glass 'of large.' diameter; 'so> that> e! .a: 0'e product,., .. s 1,8,' SàuGùt9. sle .cathodes for'les la.I1'l.pe at OEà6Éàrgé '"d6"' dimen -¯s: àns e.lat.vement, Jmportaiites, d1menrHo1'J, is forced.to1rémnt, jfrê.ë1sés. <The graphite body can cause tensions, dangerous' in the glass, giving rise to tremendous f3.n.es'âêcb.imirex to 'the surface of the glass.
After some time, these tears may spread spontaneously, so that the green body splits up and there. solder becomes unusable. '' If we prepare: the graphite plate with a plmà large tolerance) 'the',, glass' flows into the edges, which in turn easily leads to the formation of -tears 'and' slits.> ¯ '<' "H,, The invention, ion,, 8. for object a process -for 'the': preparation
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welds between -glass and metal, in which we avoided technical
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nique, usual until now, which 'consists'à using a coating, of, graphite, and, consequently, the disadvantages associated with'oette. technique and described above.
In accordance with ", invent3, on, 'the parts of / shape to be welded together are deple: o6as' during
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.the preparation of the glass-to-metal welding, so as to give them
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suooess3, vement, variable positions with respect to the direction
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tion of, gravity, throughout their stay, in
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'the oven laboratory, in which they. are exhibited at the
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The temperature necessary for their welding, the parts are carried successively in different positions with respect to the direction of gravity. This prevents the attraction of the earth from producing any inadmissible deformation of the softened glass during heating.
Other advantages of the process, as well as the peculiarities of its implementation, emerge from the description of the drawings.
Figures 1 and 2 show two examples of welds between glass and metal as they are found in the feedthroughs of electric discharge lamps. The weld according to figure 1 consists of an iron ring 1 and a glass plug 2 which surrounds the ring. At the contact surface between the iron ring and the glass stopper there is a layer of enamel 3, which is introduced on the iron ring before preparing the solder, that is to say before heating. glass, and which must facilitate or improve the bond between the glass and the enamel. During the preparation of the weld, the glass stopper 2 is held in the position indicated by means of a graphite body 4.
In this case, it is advantageous to use a kind of glass having a coefficient of expansion lower than that of iron, so that, after subsequent cooling, the glass is under high pressure tensions oriented radially (welding to glass under pressure).
FIG. 2 shows an annular weld, which can advantageously be carried out as a so-called pressure glass weld. This means that in this weld the materials concerned are chosen and calculated in such a way that after preparation and cooling the glass ring is continuously exposed to a certain pressure. In this weld, the glass ring 7 is located between two cylindrically shaped pieces 5 and 6, of which the one on the outside, 6, may be ordinary hell and, on the other hand, the one which is @ l 'interior in iron-chromium, that is to say in a variety of iron whose coefficient of expansion is adjusted to that of glass, the glass ring, for its part, being connected to the iron by the intermediate layers of enamel 8 and 9.
A graphite ring 10 maintains during the preparation of the weld the glass ring 7 in the position shown in the drawing.
In FIGS. 3 and 4, two ovens have been shown which can be used for carrying out the process according to the invention. The furnace according to Figure 3 consists essentially of a tube 11, surrounded by a heating coil 12. Inside the tube furnace 11 is a rod-shaped support 13, unmounted so as to be able to rotate in the two closing parts of the furnace 14 and 15 and to which a rotary movement can be imparted from the outside, for example, through the intermediary of a drive pulley 16, by means of a device
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to train any.
In the furnace laboratory, a series of annular pieces of glass to be welded were fixed to the rod. 13, formed in a manner similar to that of the weld according to FIG. 2. The graphite support rings, such as they are. are applied in the known methods according to Figures 1 and 2, become superfluous in the furnace according to Figure 3. Instead the shaped pieces of the glass-to-metal weld are attached to each other, so that they retain their position before completion of the weld. There are several possibilities for this fixation.
It is possible, for example, to heat the solder, disposed radially, in a vent-oven until the enamel layers, shown in Figures 1 and 2 by 3 or 8, 9, are sufficiently
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melted so that the stopper or the glass ring sticks to the metal ring. Another possibility, shown in the figure
3, consists in giving 'to the shaped parts which are to constitute the weld, for example, to the glass ring or to the metal ring, where, again to the two, a' slightly conical shape, the two parts are being mechanically fixed and not being able to separate during their assembly in the oven.
In FIG. 4 there is a similar oven, with the only difference .que in this case we can rotate the 'whole oven' around its axis, 17, which passes substantially through the gravity oéntre of the oven. Apart from that, we have also fixed the shaped pieces to form the. welding on a rod
18, arranged according to the longitudinal axis of the oven. In both embodiments of Figs. 3 and 4 any support installations are provided, for example, proofs 19 or discs 20 by means of which the glass-to-metal weld-shaped pieces are provided. maintained on rods 13 or 18.
The glass-to-metal solder prepared as described above is introduced into the furnace and softened in. the latter until an intimate connection occurs between 'the. glass. and metal. As soon as the glass begins to descend under the action of gravity, the position of the weld is changed using one of the means shown in Figures 3 and 4. The position of the parts is changed either by rotating them. inside the furnace, in accordance with Figure 3, or by rotating the entire furnace according to Figure 4. We repeat as many times as necessary to obtain a good weld.
It is advantageous to continue the operation also during the cooling, until the glass has passed to its brittle state and gravity no longer acts on it.
The way in which the shaped pieces should be rotated during the preparation process, that is to say during the heating of the furnace, is defined by the conditions which depend in each given case on the method of preparation. nature of the welding and of the construction of the furnace: The position of the shaped parts can either be changed at regular intervals, or they can be rotated regularly and continuously.
In the arrangement according to figure 3 -the speed of rotation 'can be increased within' limits such that gravity is entirely replaced by the centrifugal force. In order to be able to establish the optimum ratio between the duration , temperature and movement, it will in all cases be useful to provide in the wall of the furnace, in view of the 'realization' of welds of a new type, a window of .visible, such as'. it has been indicated at 21 on the furnace in accordance with FIG. 4. The treated part can, moreover, be illuminated in order to be able to observe with precision the movement of the glass inside the glass ring.
During the mass production of welds which have already been tested, it will no longer be necessary to observe them. The movement may take place automatically according to a plan established in advance.
. The ovens shown in FIGS. 3 and 4 and the means for rotating the shaped pieces which have been provided thereon should be considered only as simple examples of embodiment of the invention. Without changing anything to the basic idea of the invention, it is possible to modify both the assembly of the oven and that of the .dispositifs for. the fixing and the rotation of the form parts.
What is essential is to provide means making it possible to modify, during their heating, the position of the shaped pieces to be welded together, with a view to keeping the glass which forms part of the weld in its position. rela-
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tive, without the need for support pieces *
Another considerable advantage of the process according to the invention is still that the glass welds, as shown, for example, in Figures 1 and 2, when completed, do not have to be so until now produced a flat surface where the piece of graphite is located, while the glass stopper is concave at opposite places,
but here the glass gives after the welding has been completed the same concave shape on both sides of the glass stopper, that is to say that on both sides of the glass jar the glass body progressively passes, with a relatively large radius of curvature, towards the surface of the iron ring to which it adheres, thus avoiding tension on the edges.
The fact, s @ end, that the glass does not come into contact with foreign bodies during the preparation, offers the advantage of leaving the glass its transparency, while in the known preparation methods the side of the glass stopper which has come in contact with the graphite body becomes more or less matt.
CLAIMS.
1.) process for the preparation of welds between glass and metal, in particular for penetrations of electric discharge lamps, characterized in that the shaped pieces to be joined together are successively moved during the preparation of the weld in different positions with respect to the direction of gravity.