Glasgefäss. Die Erfindung bezieht sich auf ein Glas gefäss, z. B. die Glashülle einer elektrischen Entladungsröhre, einer Glühlampe oder der gleichen, insbesondere auf einen aus Glas be- stehenden Kolben, der am einen Ende durch einen z. B. platten- oder kufenförmigen Glas fuss abgeschlossen ist; weiter bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstel lung eines solchen Gefässes.
Bei der Herstellung derartiger Gefässe muss in einem gewissen Augenblick der Kol ben am Verschluss befestigt werden, was leicht dadurch erfolgen kann, dass diese zwei Teile aufeinander angeordnet und durch starke Erhitzung der Berührungsflächen an einander festgeschmolzen werden.
Für - diese Anschmelzung ist aber eine hohe Temperatur erforderlich; hierbei besteht die Gefahr, dass eine beträchtliche Erhitzung von im Gefäss befindlichen Teilen, z. B. von den Elektroden elektrischer Entladungsröh ren auftritt; insbesondere zeigt es sich, dass die bei dieser Anschmelzung auftretende Temperatur einen nachteiligen Einfluss auf die Kathode und infolgedessen auf die Lebensdauer einer solchen Röhre ausübt. Die ser Nachteil geht ausschliesslich mit der Ver wendung von aus Glas bestehenden Teilen einher. Bei der Verbindung z.
B. von aus Metall bestehenden Teilen durch Schweissen ist die örtlich auftretende Temperatur erhöhung von so kurzer Dauer, dass dies auf die Elektroden der Röhre keinen nachteiligen Einf luss hat.
Nun war es bereits bekannt, .den Kolben und den Abschlusskörper einer Glühlampe mittels eines Ringes aneinander zu befestigen, der aus einem Glas besteht, dessen Schmelz punkt niedriger als jener der Werkstoffe ist, aus denen die miteinander zu verschmelzen den Teile bestanden. Hlerbeä; wurde ein ge sonderter ringförmiger Glaskörper verwen det, wodurch ein zusätzlicher Bauteil hinzu gefügt wurde, was die Herstellung verwickelt, starke Verziehungen herbeiführt und wo durch keine Massgenauigkeit bei den verschie- denen Lampen oder Röhren unter sich erzielt wird.
Eine solche Bauart ist dann auch bei in Massenfabrikation. heuzustellenden Gefässen unbrauchbar. Ferner hatte man bereits vor geschlagen, die aus keramischem Stoff be stehenden Teile einer elektrischen Ent ladungsröhre mittels eines Glases aneinander zu befestigen, dessen .Schmelzpunkt niedri ger als der des Werkstoffes liegt, mit dessen Hilfe die Stromzuführungsleiter in der Röh renwand befestigt waren.
Weiter ist auch bereits beschrieben worden, den aus Glas be= stehenden Kolben einer elektrischen Ent ladungsröhre mittels eines Flussmittels am Glasfuss zu befestigen. In sämtlichen Fällen wurde der Ausdehnungskoeffizient der mit einander zu verbindenden Teile nicht berück sichtigt. Schliesslich war es bekannt, eine aus keramischem Werkstoff bestehende Scheibe für eine elektrische Entladungsröhre und ein Teil der Metallwand mittels eines Glases an einander zu befestigen, dessen Ausdehnungs koeffizient ein wenig niedriger als der des für die keramische Scheibe verwendeten Werkstoffes war.
Es handelte sich dabei um die erforderliche Zwischenfügung einer Glas- oder Emailleart, da es auf keine andere Weise. möglich war, ,den keramischen und den Metallteil der Röhre luftdicht aneinander zu befestigen.
Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, nämlich die Ver meidung von Temperatureinflüssen auf das Innere eines solchen geschlossenen Gefässes, spielte dabei keine Rolle, weil das Innere nur montiert wurde, nachdem der keramische und ,der matallene Teil mittels eines Glases an einander befestigt worden waren und der letztgenannte Anschluss des Kolbens an einen Fussteil bei dieser bekannten Bauart durch Schweissen erfolgte;
bei dieser Bearbeitung tritt, wie oben erwähnt, keine nachteilige Wirkung auf das Innere der Lampe oder Röhre ein.
Nach der Erfindung werden nun die Teile eines Glasgefässes mittels mindestens einer Emaille miteinander verbunden, die einen niedrigeren Schmelzpunkt afIs die Werkstoffe der miteinander zu befestigenden Glasteile und einen Ausdehnungskoeffizienten hat, der um höchstens <B>15%</B> von den Ausdehnungs koeffizienten der beiden mit der Emaille un mittelbar verbundenen Werkstoffe abweicht.
Hierbei wird also, obwohl es ohne wei teres möglich ist, die Glasteile luftdicht mit einander zu verschmelzen, mindestens eine Emaille zwischengefügt, damit der Nachteil vermieden werden kann, dass beim Aasschmel zen des Kolbens am Fusse eine derart hohe Temperatur auftritt, dass eine zu starke Er hitzung der Elektroden der Röhre entsteht.
Bei Flussmitteln kann man für den vor genannten Zweck sehr dünne- Schichten ver wenden, und man würde dabei erwarten, dass der Ausdehnungskoeffizient dieses Mittels keine Rolle spielt. Untersuchungen haben nun dargetan, da,ss dies nicht der Fall ist, sondern dass Sprung eintritt, wenn man nicht, wie bei einem Gefäss nach der vorliegenden Er findung, eine Emailleart verwendet, deren Ausdehnungskoeffizient höch.stens15 % höher oder niedriger .liegt als die Ausdehnungs koeffizienten der beiden mit der Emaille un mittelbar zu verbindenden Werkstoffe.
Wenn diese Ausdehnungskoeffizienten nicht berück sichtigt werden, so können, trotz Verwen dung sehr dünner Schichten, solche Span nungen und Kräfte auftreten, dass der Sprung entsteht.
Um Temperatureinflüsse auf die sich innerhalb des Kolbens befindenden Teile möglichst zu vermeiden, ist es weiter wichtig eine Emailleart zu wählen, dessen Schmelz punkt so niedrig wie möglich ist. Anderseits darf dieser Schmelzpunkt auch nicht zu nied rig gewählt werden, weil man sonst die Ge fahr laufen würde, dass die Emaille bei der Entgasung des Gefässes und dessen Teile schmilzt und fortliesst. Es ist z. B. vorteil haft, bei Gefässen, deren Teile aus den bei Entladungsröhren üblichen Glasarten, z. B. Bleiglas, Kalkglas oder dergleichen, bestehen. eine Emailleart zu wählen, deren Schmelz punkt zwischen 300 und 50O9 C liegt.
Als Emaille kann man verschiedene Stoffe verwenden; zur Aasschmelzung von aus wei chem Glas bestehenden Teilen kann man vor- teilhaft eine Emailleart folgender Zusam- mensetzung verwenden:
65 Gewichtsprozent Pb0, 12-,6 Gewichtsprozent SiOz, 22,4 Ge- wichtsprozent B"03 (Ausdehnungskoeffizient 9,7 X 10-6), zur Verwendung für anzu- schmelzende Körper aus Kalkglas, (9,6X10-6) oder Bleiglas (9,7 X 10-6). Eine andere für den, gleichen Zweck geeignete Emailleart ent hält 62,4 Gewichtsprozent Pb0, 211,
4 Ge wichtsprozent SiO2, 11 Gewichtsprozent B203, 1,5 Gewichtsprozent A1203 + Pb"03, 1,35 Ge wichtsprozent K20 (9,7 X 10r6). Wenn mau Teile mit stark voneinander abweichenden Ausdehnungskoeffizienten aneinander zu be festigen wünscht, so kann man auch mehrere verschiedene Emaillearten verwenden, die dann in aufeinanderfolgende Schichten auf getragen werden.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand einer in der beiliegenden Zeichnung beispiels weise dargestellten Ausführungsform eines Gefässes nach der Erfindung näher erläutert.
In der Zeichnung ist mit 1 der Kolben einer elektrischen Entladungsröhre bezeich- i net, der z. B. aus einer der zu diesem Zweck bekannten Glasarten, nämlich Kalkglas, her gestellt ist. Der Kolben ist am Fuss 2 be festigt, in den die Stromzuführungsleiter 3 eingeschmolzen sind. Zur Erleichterung der i Abdichtung ist der Fuss mit einer ringförmi gen Rille 4 versehen, in der eine dünne Schicht der Emailseart.nach der vorliegenden Erfindung angebracht ist.
An der obern Seite .der Röhre befindet sich das Entlüftungs röhrchen 5.
Nachdem nunmehr die Stromzuführungs- leiter in den Fuss eingeschmolzen worden sind, wird eine dünne Schicht der Emaille, z. B. in Pulverform, mit ein wenig Wasser i gemischt, in der Rille des Fusses angebracht; diese Schicht kann z. B. eine Stärke von 0,2 mm haben.
Der Fuss wird nunmehr in einem Ofen j<B>11</B> idhmässig bis zu einer Temperatur erhitzt, e s bei der die Emaille schmilzt und am Werk stoff des Fusses festhaftet. Darauf wird das Elektrodensystem montiert, der Kolben auf dem Fuss angeordnet und die Emaille bis zum Erweichungspunkt erhitzt, wobei der Kolben durch sein Eigengewicht in die weiche, Emaille sinkt bezw. gedrückt wird, wodurch eine feste Verbindung zwischen den beiden Teilen hergestellt wird.
Nach der üblichen Kühlung kann die Röhre dann auf übliche Weise entgast, evakuiert und abgeschmolzen werden.
Bei dieser Anschmelzung kann die Tem peratur bedeutend niedriger sein als wenn die Röhrenteile unmittelbar miteinander ver schmolzen werden. Wenn man die vorgenann ten Emaillearten verwendet, so ist eine Er hitzung auf 500 hinreichend zur Erzielung eines vollständigen Anhaftens, während bei direkter Anschmelzung der Glasteile eine Temperatur von etwa 800 erforderlich wäre.
Wenn man zuvor nicht nur einen der anzu- schmelzenden Teile mit einer Emailleschicht überzieht, sondern beide, so kann die Anhaf- tungstemperatur noch etwas niedriger sein. Diese niedrige Temperatur ist, wie bereits auseinandergesetzt wurde, sehr wichtig bei elektrischen Entladungsröhren, bei denen Temperatureinflüsse auf die im Innern der Röhre angeordneten Teile, insbesondere auf die Kathode, möglichst vermieden werden sollen.
Im Ausführungsbeispiel ist die Erfin dung an Hand einer Entladungsröhre erläu- tert worden; sie kann aber auch bei andern Gegenständen, z. B. bei Glühlampen, und ge schlossenen Gefässen, in denen bestimmte Ge räte, z. B. Widerstände, Kondensatoren, gri- stalldetektoren u sw., angeordnet werden kön nen, Anwendung finden.
Glass vessel. The invention relates to a glass vessel, for. B. the glass envelope of an electric discharge tube, an incandescent lamp or the like, in particular on a bulb made of glass, which at one end by a z. B. plate or runner-shaped glass foot is completed; The invention further relates to a method for the produc- tion of such a vessel.
In the manufacture of such vessels, the piston must be attached to the closure at a certain moment, which can easily be done by placing these two parts on top of one another and fusing them to one another by strongly heating the contact surfaces.
For - this melting, however, a high temperature is required; there is a risk that considerable heating of parts located in the vessel, e.g. B. of the electrodes electrical Entladungsröh ren occurs; In particular, it has been shown that the temperature occurring during this melting has a disadvantageous influence on the cathode and consequently on the service life of such a tube. This disadvantage is only associated with the use of parts made of glass. When connecting z.
B. of parts made of metal by welding, the locally occurring temperature increase is of such a short duration that this has no adverse influence on the electrodes of the tube.
Now it was already known. To fasten the bulb and the closing body of an incandescent lamp to one another by means of a ring made of a glass whose melting point is lower than that of the materials from which the parts to be fused were made. Hlerbeä; a separate ring-shaped glass body was used, adding an additional component, which complicated the production, causes severe distortions and where no dimensional accuracy is achieved among the various lamps or tubes.
Such a design is then also in mass production. The vessels to be placed in hay are unusable. Furthermore, it had already been proposed that the ceramic material be parts of an electrical discharge tube to be attached to each other by means of a glass whose melting point is lower than that of the material with which the power supply conductors were attached to the tube wall.
It has also already been described that the bulb of an electrical discharge tube made of glass can be attached to the glass base by means of a flux. In all cases, the expansion coefficient of the parts to be connected was not taken into account. Finally, it was known to attach a disk made of ceramic material for an electrical discharge tube and part of the metal wall to each other by means of a glass whose expansion coefficient was a little lower than that of the material used for the ceramic disk.
It was the required interposition of a type of glass or enamel, as it was not in any other way. was possible to hermetically attach the ceramic and metal parts of the tube to each other.
The problem underlying the present invention, namely the avoidance of temperature influences on the interior of such a closed vessel, played no role because the interior was only assembled after the ceramic and the metal part had been attached to each other by means of a glass and the last-mentioned connection of the piston to a foot part in this known design was made by welding;
As mentioned above, this processing does not have any adverse effect on the interior of the lamp or tube.
According to the invention, the parts of a glass vessel are now connected to one another by means of at least one enamel, which has a lower melting point than the materials of the glass parts to be fastened together and an expansion coefficient that is at most <B> 15% </B> of the expansion coefficient of differs between the two materials directly connected to the enamel.
In this case, although it is easily possible to fuse the glass parts airtight with one another, at least one enamel is inserted in between, so that the disadvantage can be avoided that when the piston is melted at the foot, such a high temperature occurs that it is too strong It heats up the electrodes of the tube.
In the case of flux, very thin layers can be used for the aforementioned purpose, and one would expect that the coefficient of expansion of this agent does not play a role. Investigations have now shown that this is not the case, but that a jump occurs if one does not use a type of enamel, as is the case with a vessel according to the present invention, whose coefficient of expansion is at most 15% higher or lower than that Coefficients of expansion of the two materials to be connected directly with the enamel.
If these expansion coefficients are not taken into account, then, despite the use of very thin layers, such tensions and forces can occur that the crack occurs.
In order to avoid the effects of temperature on the parts located inside the piston as far as possible, it is also important to choose a type of enamel whose melting point is as low as possible. On the other hand, this melting point must not be chosen too low, because otherwise there would be the risk that the enamel melts and runs away when the vessel and its parts are degassed. It is Z. B. advantageous, in vessels whose parts are made of the usual types of glass for discharge tubes, eg. B. lead glass, lime glass or the like exist. Choose a type of enamel with a melting point between 300 and 50O9 C.
Various substances can be used as enamel; For carrion melting of parts made of soft glass it is advantageous to use a type of enamel with the following composition:
65 percent by weight Pb0, 12-, 6 percent by weight SiOz, 22.4 percent by weight B "03 (expansion coefficient 9.7 X 10-6), for use for bodies to be melted made of lime glass, (9.6X10-6) or lead glass (9.7 X 10-6). Another type of enamel suitable for the same purpose contains 62.4 percent by weight Pb0, 211,
4 percent by weight SiO2, 11 percent by weight B203, 1.5 percent by weight A1203 + Pb "03, 1.35 percent by weight K20 (9.7 X 10r6). If you want to fix parts with widely differing expansion coefficients to one another, you can also use several different types of enamel, which are then applied in successive layers.
The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment of a vessel according to the invention shown as an example in the accompanying drawing.
In the drawing, 1 denotes the bulb of an electrical discharge tube, which z. B. from one of the types of glass known for this purpose, namely lime glass, is made ago. The piston is fastened to the foot 2 be, in which the power supply conductors 3 are melted. To facilitate the sealing, the foot is provided with an annular groove 4 in which a thin layer of the enamel type according to the present invention is attached.
On the upper side of the tube is the vent tube 5.
Now that the power supply lines have been melted into the foot, a thin layer of enamel, e.g. B. in powder form, mixed with a little water i, placed in the groove of the foot; this layer can e.g. B. have a thickness of 0.2 mm.
The foot is now heated in an oven j <B> 11 </B> to a temperature e s at which the enamel melts and sticks to the material of the foot. The electrode system is mounted on it, the piston is placed on the foot and the enamel is heated to the softening point. The piston sinks into the soft enamel by its own weight. is pressed, creating a firm connection between the two parts.
After the usual cooling, the tube can then be degassed, evacuated and melted in the usual way.
With this melting, the tem perature can be significantly lower than when the tube parts are melted together directly ver. If you use the aforementioned types of enamel, then heating to 500 is sufficient to achieve complete adhesion, while a temperature of about 800 would be required if the glass parts were melted directly.
If not only one of the parts to be melted is coated with an enamel layer, but both, then the adhesion temperature can be a little lower. As has already been explained, this low temperature is very important in electrical discharge tubes in which temperature influences on the parts arranged inside the tube, in particular on the cathode, should be avoided as far as possible.
In the exemplary embodiment, the invention has been explained using a discharge tube; but it can also be used for other objects, e.g. B. with light bulbs, and ge closed vessels in which certain Ge devices, z. B. resistors, capacitors, grid detectors, etc., can be arranged, find application.