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Verfahren zur Herstellung von Glühlampen und ähnlichen Glasgefäßen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Glühlampen und
ähnlichen Glasgefäßen mit außerhalb des Kolbens liegendem Quetschfuß, die einen
vorzugsweise aus Wolfram bestehenden Glühfaden enthalten, bei dem durch Hitze und
Druck ein gläserner Pumpstutzen mit einem ihn umgebenden Glasteil verschmolzen wird
und bei dem der Auspumpkanal während des Verschmelzens und Zusammenpressens durch
einen Überzug aus anorganischem Material auf der Wand des Pumpstutzens offengehalten
wird, welches einen Schmelzpunkt oberhalb dem der Glaswand des Pumpstutzens hat.
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Glühlampen und ähnliche Einrichtungen bestehen im allgemeinen aus
einem Lampenkolben und einem gläsernen Quetschfuß, durch den die Einführungsdrähte
der Lampe durchgeführt und mit dem sie dicht verschmolzen sind. Der' Quetschfuß
ist seinerseits normalerweise mit einem Pumpstutzen versehen, der durch ihn in das
Innere des Lampenkolbens führt und durch den dieser Lampenkolben ausgepumpt und
gewünschtenfalls mit einem geeigneten, inerten Gas unter einem geeigneten Druck
gefüllt werden kann.
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Der Quetschfuß wird normalerweise durch Verschmelzen des Pumpstutzens
mit einem umgebenden röhrenförmigen Glaskörper, wie z. B. einem Röhrenstück oder
dem röhrenförmigen Halsteil des Lampenkolbens, hergestellt. Die Einführungsdrähte
liegen zwischen den zwei Glasröhren und werden dort während der Verschmelzung an
Ort und Stelle gehalten. Das erhitzte und erweichte Glas wird durch das Schließen
von zwei einander gegenüberliegenden Backen zur Bildung eines Quetschfußes zusammengepreßt,
in dem die Einführungsdrähte vakuumdicht eingeschmolzen sind. Durch das Zusammendrücken
der erweichten Glasteile bei der Herstellung des Quetschfußes wird jedoch häufig
der Pumpstutzen verschlossen, so daß dadurch die anschließende Evakuierung des Lampenkolbens
nicht stattfinden kann. Aus diesen Gründen ist es notwendig, während der Herstellung
des Quetschfußes zusätzliche Vorkehrungen zu treffen oder Verfahrensschritte vorzusehen,
die ein Offenhalten des Pumpstutzens in dem fertiggestellten Quetschfuß gewährleisten.
Im üblichen Falle, wo der Quetschfuß sich innerhalb des Lampenkolbens befindet,
wird die Öffnung zum Auspumpen durch den Quetschfuß dadurch erzeugt, daß ein Loch
in die Seite des Quetschfußes geblasen wird, während das Glas noch heiß und plastisch
ist. Diese Öffnung wird mittels eines Preßluftstroms gegen das offene äußere Ende
des Pumpstutzens erzeugt. Dieses Verfahren ist üblich bei der Herstellung der normalen
Glühlampen mit innen liegendem Preßfuß. Dieses Verfahren kann jedoch nicht Anwendung
finden, wenn sich der Quetschfuß außerhalb des Röhrenkolbens befindet, wie es z.
B. bei den Zweistift-1@Ziniaturglühlampen der Fall ist, die sich seit kurzem auf
dem Markt befinden. In diesem Fall würde eine seitliche Öffnung durch den Pumpstutzen
nur eine Verbindung zur Atmosphäre und nicht zum Inneren des Lampenkolbens herstellen.
Der Lampenkolben kann also durch einen derartigen Pumpstutzen nicht evakuiert werden.
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Man hat aus diesen Gründen bei der Herstellung von Lampen mit außenliegendem
Quetschfuß andere Wege beschritten, um einen Auspumpweg durch den Quetschfuß, der
mit dem Inneren des Lampenkolbens kommuniziert, zu erhalten. Bisher haben diese
Maßnahmen darin bestanden, daß man Metallhülsen, Federn oder ähnliche Auskleidungen
in den Pumpstutzen eingesetzt hat, oder man hat während der Bildung des Quetschfußes
vorübergehend einen Kern in den Pumpstutzen eingeführt, um dadurch den Auspumpweg
offenzuhalten. Diese bekannten Maßnahmen sind jedoch aus verschiedenen Gründen nicht
zufriedenstellend. Die Verwendung von Metallröhrchen oder Einsätzen in den Pumpstutzen
hat, abgesehen davon, daß sie verhältnismäßig teuer ist, den Nachteil, daß diese
im Quetschfuß Spannungen hervorrufen, die häufig ein Springen des Quetschfußes bewirken,
wodurch natürlich ein unerwünscht hoher Ausschuß bei der Fabrikation entsteht. Beim
Einsetzen eines Kerns in den Pumpstutzen während der Bildung des Quetschfußes kommt
es andererseits häufig vor, daß das erweichte Glas am Kern anklebt und daß der Quetschfuß
bricht, wenn der Kern anschließend aus dem Pumpstutzen herausgezogen wird. Es ist
in Verbindung mit der Herstellung von Vakuumradioröhren auch schon vorgeschlagen
worden, die innere Wand der als Pumpstutzen dienenden Gasröhre mit einem
Überzug
in Form eines Graphitbelages zu versehen. Dieser Stoff ist jedoch für Glühlampen
mit Wolframdraht völlig ungeeignet, da er einen schädigenden Einfluß auf die Lampe
ausübt. Graphit reagiert mit dem Wolfram des Glühfadens bei dessen Betriebstemperatur
und bewirkt ein Sprödewerden des Glühfadens und damit eine wesentlich verkürzte
Lebensdauer der Lampe.
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Die Erfindung stellt sich zur Aufgabe, eine elektrische Glühlampe
von neuartigem und einfachem Aufbau anzugeben, die verhältnismäßig leicht und billig
hergestellt werden kann.
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Weiterhin setzt sich die Erfindung zur Aufgabe, eine Glühlampe oder
ein ähnliches Glasgefäß mit außenliegendem Quetschfuß zu schaffen, der einen eingeschmolzenen
Pumpstutzen enthält und dadurch das Auspumpen ermöglicht, die außerdem leicht herzustellen
ist und ein Minimum an Ausschuß infolge von gesprungenen Quetschfüßen bei der Serienproduktion
ergibt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Glühlampe oder ein ähnliches
Glasgefäß zu schaffen, deren Pumpstutzen während der Bildung des Quetschfußes offengehalten
wird, wobei die angewandten Mittel keine Spannungen im Quetschfuß hervorrufen und
sich nicht nachteilig auf die Arbeitsweise der Lampe auswirken, d. h. daß sie chemisch
inaktiv in bezug auf den Glühfaden bei dessen Arbeitstemperatur sind.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß zumindestens
ein Teilstück am Ende des Pumpstutzens mit einer Metallverbindung überzogen ist,
die in bezug auf den Glühfaden bei dessen Betriebstemperatur chemisch inaktiv ist.
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Das Überzugsmaterial soll für den obenerwähnten Zweck von einer solchen
Art sein, daß es bei den üblichen Hochfrequenzglimmprüfungen, denen Glühlampen oder
ähnliche Glasgefäße zur Vakuumprüfung unterworfen werden, ein helles und stark konzentriertes
Glimmlicht oder einen Leuchtfleck ergibt, so daß diese leicht und einfach wahrgenommen
werden können und es so dem Prüfer leicht ermöglicht wird, die Größe des Vakuums
in der Lampe zu bestimmen.
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In den Zeichnungen zeigt Fig. 1 eine teilweise im Schnitt gehaltene
Seitenansicht von Teilen, die bei der Herstellung der Glühlampen gemäß der Erfindung
Verwendung finden können, wobei diese Teile in der Lage dargestellt sind, daß der
Verschluß der Lampe und des Lampenkolbens und die Bildung des Quetschfußes erfolgen
können; Fig. 2 ist eine teilweise im Schnitt gehaltene Ansicht ähnlich wie in Fig.
1 und zeigt das Zusammenpressen des Kolbenhalses bei der Bildung des Quetschfußes;
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2, und Fig. 4 ist
eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer fertigen Glühlampe, die
gemäß der Erfindung hergestellt wurde.
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In den Zeichnungen ist der Erfindungsgedanke an Hand des Ausführungsbeispiels
einer elektrischen Glühlampe mit außenliegendem Quetschfuß erläutert. Solche Glühlampen
sind als Miniatur-Zweistiftlampen seit kurzem im Handel. Das Verfahren nach der
Erfindung kann genauso bei anderen Arten von Glühlampen oder ähnlichen Glasgefäßen
Anwendung finden, wie z. B. solchen, die einspringende Quetschfüße besitzen und
wobei der Quetschfuß sich innerhalb des Lampenkolbens befindet.
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Die als Ausführungsbeispiel in Fig. 4 gezeigte Glühlampe enthält einen
verschlossenen Glaskolben 1, der mit einem nach außen vorspringenden Quetschfuß
2 versehen ist, durch den eine Mehrzahl (in diesem speziellen Falle zwei) Einführungsdrähte
3, 3 führen, die parallel zueinander in den Quetschfuß eingeschmolzen sind. Die
Einführungsdrähte 3, 3 sind von der Art mehrfach unterteilter Stifte, wie sie gewöhnlich
bei Miniaturradioröhren Verwendung finden und die einen äußeren stabilen Stiftteil
4 und einen inneren Leiterteil 5, der vakuumdicht -in den Quetschfuß 2 eingeschmolzen
ist, enthalten, wobei die zwei Teile 4 und 5 jedes Leiters stumpf aneinandergeschweißt
sind. Der äußere Stiftteil 4 kann beispielsweise aus einem Nickeldraht von etwa
0,8 mm Durchmesser bestehen. Der innere Teils des Leiters kann aus einem Draht aus
der üblichen kupferüberzogenen Nickel-Eisen-Legierung (Kupfermanteldraht) bestehen,
wie er als Einschmelzdraht in der Glühlampenfabrikation allgemein üblich ist.
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Die äußeren Metallstifte 4 dienen als Anschlußkontakte für die Lampe
und sind deshalb mit ihren hinteren Enden in das Glas des Quetschfußes eingebettet,
so daß sie dort fest gelagert und gehalten werden. Die inneren Drähte 5 sind mit
einer Vorrichtung zur Umsetzung der elektrischen Energie, wie z. B. einem Glühfaden6,
verbunden, der bei-: spielsweise aus einem Wolframdraht, aus einem anderen hitzebeständigen
Material in Wendelform, Doppelwendelform oder irgendeiner anderen geeigneten Anordnung
bestehen kann. Der Lampenkolben 1 ist bis auf den bei Glühlampen üblichen Druck
evakuiert. Der Quetschfuß 2 ist mit einer Auspumpöffnung 7 versehen, die sich durch
den Quetschfuß 2 erstreckt und die zwischen den Leitern i 3, 3 liegt und die zur
Evakuierung des Lampenkolbens'i@ dient.
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Die Auspumpöffnung besteht aus der Bohrung 8 eines Pumpstutzenröhrchens
9, das in den Quetschfuß 2 eingeschmolzen ist und dessen Öffnung während der Bildung
des Quetschfußes offengehalten wird. Zu diesem Zweck ist das Ende des Röhrchens,
das mit dem Quetschfuß verschmolzen ist, mit einem fest haftenden Überzug 10 eines,
geeigneten anorganischen Materials versehen, das einen Schmelzpunkt oberhalb dem
des Glases, aus dem der Quetschfuß besteht, besitzt, bezüglich des Glühfadens bei
dessen Arbeitstemperatur chemisch inaktiv ist und das eine Erhöhung des Schmelzpunktes
des darunter befindlichen Glases während der Quetschfußbildung bewirkt. Andererseits
kann der Überzug 10 aus einem Material bestehen, das erst dann, wenn es der Hitze
bei der Bildung des Quetschfußes ausgesetzt wird, in einen Stoff mit den obenerwähnten
Eigenschaften übergeht. Da die Glasteile der Lampe (beispielsweise der Pumpstutzen
und der Kolbenhals bzw. das Röhrenstück des Quetschfußes), aus denen der Quetschfuß
hergestellt wird, normalerweise aus sogenanntem Weichglas bestehen, das einen Schmelzpunkt
von ungefähr 650° C besitzt, sollte das Überzugsmaterial 10 sowohl physikalisch
als auch chemisch bis zu den Temperaturen stabil sein, die der Pumpstutzen 9 während
des Abschmelzens annimmt (z. B. mindestens 700° C), da sonst eine Vergiftung der
Lampe durch die Gase oder anderen Unreinheiten erfolgen kann, die durch die Zersetzung
der unstabilen Überzugsmaterialien entstehen. Während sich der Überzug, wie gezeigt,
vorzugsweise auf der inneren Wand des Pumpstutzens 9 befinden soll, kann er andererseits
auch auf der äußeren Wand des Pumpstutzens angebracht werden, wie es durch die gestrichelten
Linien 10' in Fig.1 angedeutet ist, oder er kann schließlieb sowohl auf der Innenseite
als auch auf der Außenseite des Pumpstutzens aufgebracht werden. Der Überzug
10 oder 10' wird auf das Pumpstutzenröhrchen 9 vor der Bildung des Preßfußes
aufgebracht. Während der Erhitzung und der Verschmelzung des Endes des Röhrchens
9 und des umgebenden Halses 11 des Lampenkolbens 1 bei der Bildung des Quetschfußes
bewirkt der Überzug 10 auf dem Pumpstutzen ein Offenhalten des Pumpstutzens, so
daß ein Weg 7 durch den Quetschfuß zum Auspumpen des Röhrenkolbens offengehalten
wird. Die Vorgänge, wie
der Überzug 10 dieses Offenhalten bewirkt,
sind nicht mit Sicherheit bekannt, es kann jedoch angenommen werden, daß der Überzug
entweder den Schmelzpunkt des Glases des Röhrchens erhöht, so daß sich dieses unterhalb
einer Temperatur befindet, bei der es merklich plastisch ist, oder daß durch den
Überzug die Oberflächenspannung des Glases erhöht wird, so daß sich die Oberflächen
des Pumpstutzens nicht benetzen und die Öffnung des Röhrchens nicht zufließt. Wenn
auch auf der Außenwand des Röhrchens ein Überzug 10' angebracht ist, verhindert
dieser doch nicht das Einschmelzen des Pumpstutzens und die Bildung einer guten,
vakuumdichten Verbindung, er wird jedoch nach Art eines Pigments in der Glasmasse
verteilt.
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Es gibt eine ganze Anzahl von Stoffen, die mit gutem Erfolg als Überzugsmaterialien
für das Verfahren nach der Erfindung verwendet werden können. Der Überzug 10 auf
dem Pumpstutzen 9 kann z. B. aus Aluminium oder aus Silber bestehen oder aus den
Oxyden von Aluminium, Silber, Zirkon, Magnesium, Titan, Zink, Zinn, Kalzium, Barium
und Strontium oder aus hitzebeständigen Materialien, wie Silikaten, Doppelsilikaten
und Titanaten. Vorzugsweise sollen von den oben angeführten Stoffen als Überzugsmaterialien
solche verwendet werden, die eine helle oder weiße Farbe besitzen, und zwar nicht
nur wegen ihres besseren Aussehens und der leichteren Möglichkeit, festzustellen,
ob Verunreinigungen, die die Lampe vergiften könnten, vorhanden sind, sondern in
erster Linie wegen des besseren Wärmereflexionsvermögens dieser hellgetönten Überzüge
10, die dadurch das Erweichen und das entsprechende Schließen der Auspumpöffnung
während der Quetschfußfertigung verringern bzw. verhindern. Bei Verwendung von hellgetönten
Überzügen erreicht man im Gegensatz zu dunkelfarbigen Überzügen einen wesentlich
größeren Spielraum für die Erhitzungstemperaturen der Glasteile während der Quetschfußherstellung,
ohne eine Schließung des Pumpstutzens befürchten zu müssen. Das bedeutet, daß man
bei der Einstellung der Gasflammen, die normalerweise zum Erhitzen und Verschmelzen
der Glasteile Verwendung finden, wesentlich weniger gebunden ist. Dieser verhältnismäßig
weite Bereich, der sich daraus für die Einstellung der Gasflammen ergibt, macht
das Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung von Quetschfüßen für eine wirtschaftliche
Massenproduktion mit hoher Geschwindigkeit geeignet, da es einen sehr geringen Ausschuß
(2 °/o oder weniger) infolge von zugeschmolzenen Pumpstutzen gewährleistet.
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Unter den mannigfachen Überzugsstoffen, die sich für das Verfahren
nach der Erfindung als geeignet erwiesen haben, haben sich die Oxyde und Silikate
(sowohl das einfache wie das doppelte) des Zirkons als besonders geeignet erwiesen,
da sie zusätzlich ein helles und auffällig gefärbtes Glimmlicht im Lampenkolben
1 während der üblichen Glimmprüfung zur Vakuumfeststellung ergeben. Dieses Glimmlicht,
das als grüne Lichtsäule innerhalb des Auspumpkanals 7 erscheint, ist besonders
dann von Nutzen, wenn der Lampenkolben 1 verhältnismäßig lichtundurchlässig ist,
d. h., wenn der Kolben mit einer Glasur oder einem anderen Überzug versehen ist.
In solchen Fällen ist die Farbe der Glimmentladung in der Abwesenheit von Zirkonoxyd
oder Zirkonsilikat als Überzugsmaterial im Auspumpkanal normalerweise nicht zu erkennen.
Das grüne Glimmlicht, das von den Zirkoniumsalzen im Auspumpkanal7 erzeugt wird,
ist jedoch auch in diesen Fällen, wo der Lampenkolben schlecht lichtdurchlässig
ist, wegen seiner Helligkeit gut zu erkennen. Sogar in den Fällen, wo der Lampenkolben
mit Ausnahme des vorstehenden äußeren Quetschfußes vollständig undurchsichtig ist,
kann das grüne Glimmlicht im Pumpkanal 7, das durch das Zirkoniumsalz hervorgerufen
wird, durch den hervorragenden Quetschfuß hindurch leicht wahrgenommen werden. Von
den obengenannten Zirkoniumsalzen ist jedoch das Zirkoniumoxyd vorzuziehen, da es
beim Hochfrequenzglimmtest das hellste Glimmlicht gewährleistet.
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Vom Standpunkt der Wirksamkeit, den Pumpstutzen während der Herstellung
des Preßfußes offen zu halten, haben sich Magnesiumoxyd und die Oxyde und Silikate
des Zirkons als am meisten wirksam erwiesen. Bei der Verwendung dieser Materialien
als Überzug 10 auf dem Pumpstutzen 9 hat sich ein Ausschuß infolge von verschlossenen
Pumpkanälen von weniger als 1/$ °/o ergeben.
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Wenn der Überzug 10 aus einem Oxyd oder einem hitzebeständigen Material
besteht, wird er vorzugsweise als pulverförmiger Überzug aufgebracht. Das pulverförmige
Material wird in einem geeigneten Trägerstoff suspendiert, um eine Flüssigkeit geeigneter
Viskosität zu ergeben. Diese wird dann zur Aufbringung des Überzugs auf die Innenwand
des Röhrchens in dieses bis zu einer bestimmten Höhe hineingesaugt und dann wieder
herauslaufen gelassen, so daß auf der Innenseite des Pumpröhrchens ein Überzug aus
der Suspension entsteht. Der Trägerstoff, in dem das pulverisierte Überzugsmaterial
suspendiert wird, kann aus beliebigen geeigneten Stoffen bestehen. Im Falle von
Magnesiumoxyd kann der Träger z. B. aus einem geeigneten denaturierten Alkohol bestehen.
Der Anteil an Magnesiumoxyd im Alkohol ist nicht kritisch. 100 bis 250 g Magnesiumoxyd
im Liter Alkohol ergeben zufriedenstellende Überzüge. Um das Eindicken der Suspension
zu verringern bzw. zu verzögern, kann ihr etwas Essigsäure zugesetzt werden, beispielsweise
ein paar Tropfen bis zu 1 oder 2 cm3 auf 100 cm3 Suspension. Eine weitere Verbesserung
in dieser Hinsicht kann durch den Zusatz einer kleinen Menge einer Puffersubstanz,
wie z. B. Äthylen-diamin-tetraessigsäure (in den USA. unter der Abkürzung »EDTAu
bekannt), erreicht werden, die die in der Suspension vorhandenen freien Ionen zurückdrängt
und inaktiv macht. Ein Zusatz von 1/2 bis 1 cma einer 5°/oigen Lösung des Ammoniumsalzes
von »EDTAa auf 100 cm3 der Suspension hat sich für diesen Zweck als brauchbar erwiesen.
Um die Haftfestigkeit des gepulverten Magnesiumoxyds an der Glaswand und gleichzeitig
die Gleichförmigkeit des Überzugs zu verbessern, kann der Suspension auch eine kleine
Menge eines geeigneten Bindemittels, wie z. B. Äthylborat, zugesetzt werden. Für
den gewünschten Zweck sind etwa 1 bis 5 cm3 Äthylborat auf 100 cm3 der Magnesiumoxydsuspension
ausreichend.
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Wenn der Überzugsstoff 10 aus Zirkonoxyd besteht, wird als Suspensionsflüssigkeit
vorzugsweise Wasser mit einem geringen Zusatz eines geeigneten Bindemittels, wie
polymerisierter (d. h. ein Mischpolymerisat von) Vinylmethyläther und Maleinsäureanhydrit
(unter der Bezeichnung ),PVM/MA, hekannt), verwendet. Obwohl auch andere Suspensierungsflüssigkeiten
verwendet werden können, wird zur Suspendierung von pulverisiertem Zirkonoxyd vorzugsweise
Wasser verwendet, das für diesen Verwendungszweck die Vorteile besitzt, nicht explosiv,
ungiftig und gleichzeitig billig zu sein. Der polymerisierte Vinylmethyläther und
das Maleinanhydrit dienen zur Erhöhung der Viskosität der Zirkonoxyd-Suspension,
weiterhin zur Verbesserung der Suspendierung der Zirkonoxydteilchen (es wirkt gleichzeitig
als Dispergierungsmittel) und ferner gewährleistet dieser Zusatz einen haltbaren
Überzug auf dem Pumpstutzenröhrchen. Zusätzlich dazu können vorzugsweise geringe
Mengen von Ammoniumhydroxyd und Borsäure der Zirkonoxydsuspension zugesetzt werden.
Der Zusatz von Ammoniumhydroxyd dient zur Einstellung des pu-Wertes der Suspension
und damit der Viskosität. Der Zusatz von Borsäure
zur Suspension
dient als Fluß- und Sintermittel und ergibt eine verbesserte Haftfähigkeit des Zirkonoxydpulvers
an den Glaswänden, nachdem das Bindemittel weggebrannt ist. Ohne den Zusatz von
Borsäure zur Zinkoxydsuspension neigt das Zirkonoxyd dazu, von den Wänden der Pumpstutzen
7 in dem Quetschfuß 2 der fertiggestellten Lampe abzublättern. Obgleich loser Zirkonoxydstaub
im Lampenkolben 1 auf die Lebensdauer der Lampe keinen Einfluß hat, ist doch die
Anwesenheit von losem Pulver im Lampenkolben aus ästhetischen Gründen mehr oder
weniger unerwünscht.
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Das Überziehen der Wand der Pumpstutzens 9 mit der Suspension des
Überzugsmaterials wird vorzugsweise derart vorgenommen, daß das Ende des Röhrchens,
das überzogen werden soll, mit der Oberfläche der Überzugssuspension in Berührung
gebracht wird. Durch die Kapillarität wird dann die Suspension in das Röhrchen hineingezogen.
Die Steighöhe in den Röhrchen ist normalerweise ziemlich unterschiedlich. Setzt
man jedoch der Suspension eine geringe Menge Äthylborat zu, beispielsweise 10 cm3
Äthylborat auf 300 g Suspension, so wird die Steighöhe des Suspension in den einzelnen
Pumpstutzenröhrchen wesentlich gleichmäßiger.
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Eine geeignete Zirkönoxydsuspension zum Überziehen der Wände eines
Pumpstutzens kann beispielsweise durch Mahlen einer Mischung von folgender Gesamtzusammensetzung
für eine längere Zeit, vorzugsweise von 24 bis 48 Stunden oder ähnlich, hergestellt
werden.
| Zirkonoxyd ........................ 1200 g |
| Wasser ............................ 800 cm3 |
| polymerisierter Vinyhnethyläther und |
| Maleinanhydrit (10 °/a) . . . . . . . . . . . . 40 cm-' |
| Ammoniumhydroxyd . . . . . . . . . . . . . . . . 40 cm3 |
| Borsäure .......................... 18 cm3 |
Nachdem die oben angeführten Bestandteile gemahlen worden sind, wird die Suspension
aus dem Mühlenbehälter mit 400 cm3 Wasser unter Zusatz von einem Benetzungsmittel
herausgespült, wie es beispielsweise in den USA. unter der Handelsbezeichnung »IGEPAL
530a erhältlich ist (ein polyoxyäthyliertes Nonylphenol mit einem solchen Athylenoxydnonylphenolgleichgewicht,
daß sich mittlere hydrophobe Eigenschaften ergeben). Dieses Mittel wird zur Beeinflussung
der Oberflächeneigenschaften benützt und bewirkt, daß die Überzüge frei von feinen
Löchern und anderen Fehlern werden. Die so gewonnene, gemahlene Zirkonoxydsuspension
besitzt eine ausgezeichnete Lagerfähigkeit. So zeigt sie auch nach einer langen
Zeitdauer von 3 Monaten keinerlei Neigung zur Zersetzung oder zum Gelieren. Kurz
bevor diese Zirkonoxydsuspension zum Überziehen der Pumpstutzen verwendet wird (vorzugsweise
nicht mehr als etwa 12 Stunden vor Gebrauch), setzt man 10 cm3 Äthylborat pro 300
g Suspension zu. Dieser Zusatz verbessert die Eigenschaften des Überzugs. Da die
Lagerfähigkeit der Suspension nach dem Zusatz von Äthylborat ziemlich schlecht ist,
sollte die Emulsion nach dem Zusatz von Äthylborat innerhalb kurzer Zeit von nicht
mehr als etwa 24 Stunden verbraucht werden.
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Nachdem die Wand des Röhrchens 9 mit der Suspension überzogen worden
ist, wird das Röhrchen für eine genügend lange Zeit auf eine entsprechend hohe Temperatur
erhitzt, so daß die Suspension trocknet, das Bindemittel hei ausbrennt und die Pulverteilchen
bis zu einem gewi>@en Grade auf die Wand des Röhrchens aufsintern oder sich mit
ihr verbinden. Zu diesem Zweck wird das Röhrchen auf eine Temperatur erhitzt, die
kurz unterhalb des Punktes liegt, wo es weich werden und seine Form verändern würde.
Im Falle von weichem Blei- oder Kälziumglas, das gewöhnlich für die Pumpstutzen
verwendet wird und das einen Schmelzpunkt von etwa 650° C besitzt, sollte das Röhrchen
auf eine Temperatur, in der Größenordnung von 600 bis 650° C erhitzt werden, bei
der das Bindemittel aus dem Überzug herausbrennt und die Pulverteilchen des Überzugs
auf der Wand "des. Röhrchens festgelegt werden. Auf diese Weise entsteht ein gleichförmiger
und fest haftender Pulverüberzug auf der Wand des Pumpstutzens, der während des
Hantierens mit dem Pumpstutzen und während der Herstellung des Quetschfußes und
auch nach Fertigstellung der Lampe" nicht abblättert.
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Bei dem Verfahren nach der Erfindung zur Herstellung einer Lampe oder
einem ähnlichen Glasgefäß wird ein Pumpstutzenröhrchen 9, das mit einem Überzug
10 versehen ist, ferner eine Haltevorrichtung 12 und ein Glaskolben 1 zuerst in
die entsprechende Lage für das Verschmelzen, wie sie in Fig. 1 gezeichnet ist, auf
einen Be@ arbeitungskopf (nicht dargestellt) einer üblichen Lampenfertigungsmaschine
gebracht. Die Haltevorrichtung 12'. enthält, wie gezeigt, ein paar Zuführungsdrähte
3 und' den Glühfaden 6, der an ihren Enden am oberen Ende der inneren Leitungszuführungen
5 der Einführungsleiter 3 befestigt ist. Der Lampenkolben 1 liegt mit seinem Hals
11 nach unten. Die Haltevorrichtung 12 steht senkrecht mit den dicken Stiftteilen
4 der Leiter 3 nach unten und erstreckt sich durch den Kolbenhals, so daß der Glühfaden
6 in den ausgebauchten Teil des Lampenkolbens zu liegen kommt. Das Auspumpröhrchen
9 liegt ebenfalls senkrecht, mit dem überzogenen Ende 13 nach oben. Es liegt innerhalb
des Röhrenhalses zwischen den zwei Leitern 3.
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Wenn die Teile 9, 12 und 1 so auf dem Bearbeitungskopf angeordnet
sind, wird der Hals 11 des Kolbens durch zwei auf seine gegenüberliegenden Seiten
gerichtete Gasflammen 14 erhitzt, wie es in Fig. 1 gezeichnet ist. Wenn das Glas
des Kolbenhalses weich wird, fällt dieser ein uhd zieht sich in Richtung auf das
obere, überzogene Ende 13 des Pumpstutzens 9 zusammen, das auf diese Weise durch
Strahlung und Wärmeleitung von dem heißen Kolbenhals erhitzt und erweicht wird.
Die Erhitzung des Kolbenhalses 11 mittels der Gasflammen wird so einreguliert, daß
die Temperatur des überzogenen Endes des Pumpstutzens unterhalb der Temperatur bleibt,
wo dieser merklich plastisch wird, wobei der Überzug 10 auf dem Pumpstutzen mitwirkt,
diesen Temperaturbereich einzuhalten. Die Erhitzung wird so lange fortgesetzt, bis
das erweichte Glas des Kolbenhalses 11 und der Pumpstutzen 9 miteinander verlaufen,
daraufhin werden die Gasflammen 14 entfernt und, wie in Fig. 2 und 3 gezeichnet,
der erweichte Kolbenhals durch die Backen 15 zusammengequetscht, so daß das Glas
vollständig um die inneren Teile 5 der Zuführungsdrähte 3 ebenso herumfließt wie
um die oberen Enden der Stifte 4 und ferner sich mit dem Glas des Pumpstutzens zu
einem massiven, die Einführungsdrähte umgebenden Ouetschfuß verbindet.
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Während der Verschmelzung verhindert der Überzug10 auf der Wand des
Pumpstutzens 9 ein Zusammenfallen des Pumpstutzens im Preßfuß 2 ebenso wie bei der
darauffolgenden Quetschung und verhindert damit ein Verschließen der Bohrung des
Pumpstutzens. Um jedoch auf alle Fälle ein Zusammenquetschen der Bohrung 8 des Pumpstutzens
zu verhindern, sind die Backen 15 mit einer entsprechenden Aussparung versehen,
die die Form von halbzylindrischen Auskehlungen 17 haben kann und die sich, wenn
die Backen geschlossen sind, in einer mehr oder weniger konzentrischen Lage zum
Pumpstutzen 9 befinden, wie in Fig. 3 dargestellt. Sie hinterlassen die entsprechenden
halbzylinderförmigen Ausbuchtungen 18' in dem fertiggestellten Quetschfuß 2 auf
den beiden gegen= überliegenden Seiten.
Nach dem Zusammenquetschen
des geschmolzenen Kolbenhalses und dem Verschmelzen der Rohre 9 bei der Bildung
des Quetschfußes 2 der Lampe werden die Backen wieder entfernt bzw. geöffnet, und
die Gasflammen werden wieder auf den Preßfuß gerichtet, um die Glasteile weiter
zu verschmelzen und zu bearbeiten und dann um den Quetschfuß anzulassen, so daß
sich Spannungen, die bei dem Zusammendrücken entstanden sind, ausgleichen können.
Der Überzug 10 dient auch bei dieser Weiterbehandlung zur Offenhaltung des Auspumpkanals
durch den Quetschfuß.
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Nachdem die Lampe, wie oben beschrieben, verschmolzen worden ist,
wird der Kolben bis auf den gewünschten Druck durch die Pumpröhre 9 und den Kanal
7 im Quetschfuß 2 evakuiert, danach wird das vorstehende Ende der Röhre so nahe
wie möglich am Quetschfuß abgeschmolzen, vorzugsweise dort, wo diese gerade aus
dem Quetschfuß austritt, wie mit 19 in Fig. 4 bezeichnet ist. Dadurch wird der Lampenkolben
luftdicht abgeschlossen. Das Abschmelzen des Pumpstutzens kann in der üblichen Art
und Weise dadurch geschehen, daß scharfe Stichflammen gegen die gegenüberliegenden
Seiten des Pumpstutzens in unmittelbarer Nähe des Quetschfußes gerichtet werden,
so daß die Wände des Pumpstutzens zusammenfallen und eine Abschmelzstelle zum Verschluß
des Auspumpkanals 7 ergeben. Das Abschmelzen erfolgt innerhalb des überzogenen Bereichs
des Pumpstutzens. Da das Überzugsmaterial in dem Röhrchen bei der Abschmelztemperatur
physikalisch und chemisch stabil ist, können während des Abschmelzens keine Verunreinigungen
durch das Überzugsmaterial entstehen und in den Lampenkolben 1 gelangen, die eine
Vergiftung der Lampe und eine Beeinträchtigung ihrer Arbeitsweise hervorrufen könnten.
Da das Überzugsmaterial beim Abschmelzen noch keinen nennenswerten Dampfdruck besitzt,
entstehen keine Blasen in der Abschmelzstelle, die eine Undichtigkeit hervorrufen
könnten.