DE1081137B

DE1081137B - Melting, especially for light bulbs and discharge tubes

Info

Publication number: DE1081137B
Application number: DEP2203D
Authority: DE
Inventors: Hendricus Johannes Lemmens
Original assignee: Philips Patentverwaltung GmbH
Current assignee: Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Priority date: 1939-05-27
Filing date: 1940-09-26
Publication date: 1960-05-05
Also published as: GB626203A; CH231993A; US2276218A; GB543570A; BE440612A; FR871109A; NL61573C

Description

DEUTSCHESGERMAN

Da Einschmelzungen, z. B. in Glühlampen und Entladungsröhren, im Betrieb häufig sehr hohen Temperaturen ausgesetzt werden, wählt man als Werkstoff für den Draht in der Einschmelzung zweckmäßig ein Metall mit einem Schmelzpunkt über 2000° C, wobei man für die Umhüllung des Drahtes vorzugsweise Quarz oder ein quarzartiges Glas verwendet. Diese Werkstoffe gewähren eine sehr gute gasdichte Einschmelzung, lassen sich aber nur bei sehr kleinen Drahtdurchmessern verwenden. Bei einer bekannten Einschmelzung dieser Art beträgt die höchstzulässige Drahtstärke annähernd 0,03 mm. Man hat auch vorgeschlagen, statt des Drahtes das Metall in Bandform in den Quarz einzuschmelzen, aber auch bei diesem Bande beträgt die Stärke nur 0,02 mm.Since meltdowns, e.g. B. in incandescent lamps and discharge tubes, often very high temperatures during operation are exposed, it is expedient to choose a material for the wire in the melt Metal with a melting point above 2000 ° C, whereby one is preferred for the sheathing of the wire Quartz or a quartz-like glass is used. These materials ensure a very good gas-tight seal, but can only be used with very small wire diameters. With a well-known For this type of melt, the maximum permissible wire thickness is approximately 0.03 mm. It has also been suggested instead of the wire, to melt the metal in the form of a ribbon into the quartz, but also with this one Band is only 0.02 mm thick.

Die bekannten Einschmelzungen eignen sich somit nur gut für kleinere Stromstärken, und man muß, wenn man eine Einschmelzung für größere Stromstärken zu haben wünscht, ziemlich verwickelte Lösungen heranziehen, wie jene, bei der von mehreren parallel geschalteten Einschmelzungen od. dgl. Gebrauch gemacht wird. Dadurch werden solche Einschmelzungen ziemlich teuer; außerdem gibt die Herstellung oft zu Schwierigkeiten Anlaß und erfordert besonders angelernte Fachleute.The known seals are therefore only suitable for smaller currents, and one must if one wishes to have a meltdown for larger currents, rather complicated Use solutions, such as those for the one of several use is made in parallel fuses or the like. This creates such meltdowns quite expensive; moreover, the production often gives rise to difficulties and requires specially trained professionals.

Die Erfindung schafft Mittel, die es ermöglichen, eine besonders betriebssichere Einschmelzung zu erhalten, die infolge der Tatsache, daß Drähte von sehr großen Stärken, z. B. von einigen Millimetern, eingeschmolzen werden können, auch für größere Stromstärken verwendet werden kann.The invention creates means which make it possible to melt down in a particularly reliable manner obtained as a result of the fact that wires of very great thickness, e.g. B. from a few millimeters, can be melted down, can also be used for larger currents.

Bei der Einschmelzung nach der Erfindung hat der Draht aus einem Werkstoff mit einem Schmelzpunkt über 2000'° C einen Durchmesser D von wenigstens 0,05 mm, wobei die Stärke der auf den Draht geschmolzenen Quarzschicht bei Drahtstärken kleiner als 0,6 mm eine Größe d von höchstens 0,24 mm und für Drahtstärken größer als 0,6 mm eine Größe von höchstens 0,24 + (D¹ — 0,6) 0,16 mm hat.In the fusing according to the invention, the wire made of a material with a melting point above 2000 ° C. has a diameter D of at least 0.05 mm, the thickness of the quartz layer melted on the wire having a size d for wire thicknesses less than 0.6 mm of at most 0.24 mm and for wire thicknesses greater than 0.6 mm a size of at most 0.24 + (D ¹ - 0.6) 0.16 mm.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß Einschmelzungen, die auch auf die Dauer bei hohen Temperaturen gasdicht bleiben und bei denen verhältnismäßig starke Drähte aus dem erwähnten Werkstoff in Quarz eingeschmolzen sind, doch erhalten werden können, -wenn man dafür Sorge trägt, daß die Quarzoder Quarzglasschicht gegenüber dem Draht sehr dünn ist.The invention is based on the knowledge that melts, which in the long run at high Temperatures remain gas-tight and at which relatively strong wires made of the material mentioned are melted in quartz, but can be obtained if care is taken that the quartz or Quartz glass layer is very thin compared to the wire.

Der vorher angegebene Wert für die Schichtstärke der Quarz- oder Quarzglasschicht auf dem Draht ist eine Höchstgrenze. Wählt man die Schichtstärke gemäß dem höchstzulässigen Wert, so erhält, man, obgleich bei der Herstellung ein gewisser Prozentsatz Ausschuß auftreten kann, eine Einschmelzung, die im Betrieb alle zu stellenden Bedingungen erfüllt, ohne Einschmelzung, besonders für Glühlampen und EntladungsröhrenThe previously given value for the layer thickness of the quartz or quartz glass layer on the wire is a maximum limit. If you choose the layer thickness according to the maximum permissible value, you get, although A certain percentage of rejects can occur during production, a meltdown that occurs in the Operation fulfills all conditions to be set, without melting, especially for incandescent lamps and discharge tubes

Anmelder:Applicant:

Philips Patentverwaltung G.m.b.H.,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7Philips Patentverwaltung GmbH,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7th

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Niederlande vom 27. Mai 1939Netherlands May 27, 1939

Anträge nach Gesetz Nr. 8 AHK sind gestellt und vor derApplications according to Act No. 8 AHK are made and before the

Schiedskommission für Güter, Rechte und Interessen
in Deutschland anhängigArbitration Commission for Goods, Rights and Interests
pending in Germany

Hendricus Johannes Lemrnens, EindhovenHendricus Johannes Lemrnens, Eindhoven

(Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden(Netherlands),
has been named as the inventor

im Betrieb an Güte nachzulassen, also namentlich nicht den Übelstand bereits bekannter Einschmelzungen aufweist, daß die im Betrieb allmählich undicht wird. Bei einem Metall, wie Wolfram, kann man eine größere Schichtstärke anwenden, als bei einem Metall wie Molybdän. Man wird einen Wolframdraht in der Einschmelzung z. B. dann wählen, wenn die Einschmelzung thermisch sehr hoch belastet wird; in diesem Falle wird die Tatsache ausgenutzt, daß Wolfram einen sehr hohen Schmelzpunkt hat und sich nicht schnell verflüchtigt.to decrease in quality during operation, namely not the inconvenience of already known meltdowns has that the leaks gradually during operation. With a metal like tungsten, you can have one Use a thicker layer than with a metal such as molybdenum. One will put a tungsten wire in the Melting z. B. then choose when the meltdown very high thermal loads; in this case the fact that tungsten has a very high melting point and does not volatilize quickly.

Der Erfinder hat erkannt, daß beim Gebrauch von Molybdän als Drahtwerkstoff die Stärke der auf den Draht geschmolzenen Quarz- oder Quarzglasschicht bei Drahtstärken D kleiner als 0,6 mm zweckmäßig eine Größe d von höchstens 0,24 mm und für Drahtstärken größer als 0,6 mm eine Größe von höchstens 0,24+ (D-0,6) 0,16 · 0,8 mm hat.The inventor has recognized that when molybdenum is used as a wire material, the thickness of the quartz or quartz glass layer melted onto the wire is preferably a size d of at most 0.24 mm for wire thicknesses D less than 0.6 mm and for wire thicknesses greater than 0.6 mm has a size of at most 0.24+ (D- 0.6) 0.16 x 0.8 mm.

Molybdän wird man dann zweckmäßig als Werkstoff für den Draht wählen, wenn man eine geringe Wärmeentwicklung infolge der im in der Einschmelzung vorhandenen Draht entwickelten Wärme zu erhalten wünscht oder mit Rücksicht auf weitere Bearbeitungen. Molybdenum is then expediently chosen as the material for the wire if one has a low To maintain heat development as a result of the heat developed in the wire present in the melt wishes or with consideration for further processing.

Außer Molybdän und Wolfram können natürlich auch andere Metalle, Legierungen und Verbindungen mit einem Schmelzpunkt höher als 2000° C als Werkstoff für den Draht in der Einschmelzung benutzt werden. Als solche kann z. B. Tantal erwähnt werden. Die vorher beschriebene Einschmelzung kann dann von Bedeutung sein, wenn aus irgendeinem GrundeIn addition to molybdenum and tungsten, other metals, alloys and compounds can of course also be used with a melting point higher than 2000 ° C used as material for the wire in the seal will. As such, e.g. B. tantalum are mentioned. The previously described meltdown can then matter if for any reason

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wünschenswert ist, einen Draht aus einem Metall mit einem Schmelzpunkt hoher als 2000° C zu haben, an dem eine isolierende Schicht festgeschmolzen ist, wie dies z. B. der Fall ist, wenn bei einer Entladungsröhre vermieden werden muß, daß zwischen zwei Elektroden tiberschlag eintritt; in diesem Fall werden beide Elektroden oder eine derselben mit der Schicht nach der Erfindung versehen.it is desirable to have a wire made of a metal having a melting point higher than 2000 ° C which an insulating layer is melted, as z. B. is the case when with a discharge tube it must be avoided that a flashover occurs between two electrodes; in this case both electrodes or one of the same provided with the layer according to the invention.

Die Einschmelzung.nach der Erfindung wird zweckmäßig derart hergestellt, daß um den betreffenden Draht eine eng anschließende Quarzröhre geschoben wird, die, nachdem sie auf dem Draht angebracht worden ist, auf einer einzigen Seite zugeschmolzen wird. Darauf wird sie über ihre ganze Länge, zunächst beim zugeschmolzenen Teil, bis auf eine solche Temperatur erhitzt, daß sie an dem Draht festgeschmolzen wird. Es ist vom Erfinder gefunden worden, daß, wenn man dieses Verfahren anwendet, eine sehr große Haftfähigkeit zwischen dem Drahtwerkstoff und der Quarzschicht erzielt wird.The Einmelzung.nach the invention is expediently produced in such a way that the relevant Wire a tightly fitting quartz tube is pushed which after it is attached to the wire is melted shut on a single side. Thereupon it will run its entire length, initially at the fused part, heated to such a temperature that they fused to the wire will. It has been found by the inventor that using this method, a very high adhesion between the wire material and the quartz layer is achieved.

Ferner ist die Einschmelzung nach der vorliegenden Erfindung von Belang für die Befestigung von Metalldrähten der vorher erwähnten Art und von den vorher erwähnten Abmessungen in, einem Kolbengefäß einer elektrischen Glühlampe oder Entladungsröhre.Furthermore, the seal according to the present invention is of importance for the fastening of metal wires of the aforementioned kind and of the aforementioned dimensions in, a flask vessel one electric incandescent lamp or discharge tube.

Erfindungsgemäß wird zu diesem Zweck auf die Quarzschicht der Einschmelzung der vorher erwähnten Art eine Glas- oder Quarzperle aufgeschmolzen. Die Wahl des Werkstoffs dieser Perle ist unter anderem von dem Werkstoff abhängig, aus dem das an der Einschmelzung zu befestigende Kolbengefäß hergestellt ist.According to the invention, the above-mentioned is applied to the quartz layer of the seal for this purpose Kind of a glass or quartz bead melted on. The choice of material of this pearl is among other things depends on the material from which the piston vessel to be attached to the melt is made.

Vorteilhaft ist es gemäß der Erfindung, daß bei einer solchen Lampe oder Entladungsröhre der Teil des Lampen- oder Röhrengefäßes, der sich in unmittelbarer Nähe einer Einschmelzung befindet, praktisch senkrecht zu dem in dieser Einschmelzung vorhandenen Metalldraht ist.It is advantageous according to the invention that in such a lamp or discharge tube the part of the lamp or tube vessel, which is located in the immediate vicinity of a melt, is practical perpendicular to the metal wire present in this seal.

Die mit einer Perle ausgestattete Einschmelzung nach der Erfindung kann an sich für verschiedene Zwecke verwendet werden. Es kann z. B. eine solche Perle als Stützglied für Metallteile benutzt werden. Es ließen sich z. B. die ösen, die bei einer elektrischen Glühlampe den Glühkörper tragen, in eine solche an einem Wolframdraht befestigte Perle stecken.The seal equipped with a pearl according to the invention can be used for different Purposes. It can e.g. B. such a bead can be used as a support member for metal parts. It could be z. B. the eyelets that carry the incandescent body in an electric light bulb, in such a insert a bead attached to a tungsten wire.

Die Erfindung ist in der Zeichnung an einigen Figuren näher erläutert.The invention is explained in more detail in the drawing using a few figures.

Fig. 1 zeigt in einer graphischen Darstellung die Beziehung, die zwischen einer Drahtstärke D und einer entsprechenden Quarzschicht mit einer Stärke ei besteht, und zwar ist bei jedem Wert der Drahtstärke die höchstzulässige Stärke der Quarz- oder Quarzglasschicht angegeben. Die Drahtstärken sind als Abszissen und die Schichtstärken als Ordinaten aufgetragen. Die in der graphischen Darstellung angegebene Beziehung ist von dem Erfinder experimentell festgestellt worden. Es bezeichnet z.B. die Linie yi S C die Beziehung, die für den Fall gilt, daß als Werkstoff für den Draht Wolfram oder ein anderes Metall oder eine andere Legierung mit einem Schmelzpunkt höher als 2000° C gewählt ist. In der graphischen Darstellung sind mit Punkten die Einschmelzungen bezeichnet, die sich bei einer Einschmelzung von Wolfram in Quarz bewährt haben, während mit O die aus den gleichen Werkstoffen gewählten Einschmelzungen bezeichnet sind, die zerstört wurden. Es zeigt sich, daß die Linie ABC die folgende Beziehung erfüllt: d = 0,24 + (D- 0,6) 0,16 mm.1 shows in a graphical representation the relationship which exists between a wire thickness D and a corresponding quartz layer with a thickness ei, namely the maximum permissible thickness of the quartz or quartz glass layer is indicated for each value of the wire thickness. The wire thicknesses are plotted as abscissas and the layer thicknesses as ordinates. The relationship shown in the graph has been experimentally established by the inventor. For example, the line yi SC denotes the relationship that applies in the event that tungsten or another metal or another alloy with a melting point higher than 2000 ° C. is selected as the material for the wire. In the graphical representation, dots denote the melts that have proven successful in melting tungsten in quartz, while O denotes the melts selected from the same materials that were destroyed. It is found that the line ABC satisfies the following relationship: d = 0.24 + (D- 0.6) 0.16 mm.

Aus dieser graphischen Darstellung ergibt sich z.B., daß bei einer Drahtstärke D des Wolframs von 2 mm die höchstzulässige Stärke der auf einem solchen Draht geschmolzenen Quarzschicht 0',47 mm beträgt. Für eine Drahtstärke D = 5 mm beträgt die Stärke der Quarzschicht höchstens 0,94 mm. Es ist ersichtlich, daß der große Vorteil erzielt worden ist, daß auch starke Wolframdrähte in Quarz eingeschmolzen werden können.This graphic representation shows, for example, that with a wire thickness D of the tungsten of 2 mm, the maximum permissible thickness of the quartz layer melted on such a wire is 0.47 mm. For a wire thickness D = 5 mm, the thickness of the quartz layer is a maximum of 0.94 mm. It can be seen that the great advantage has been achieved that even strong tungsten wires can be melted into quartz.

Bei der Herstellung ist festgestellt worden, daß es im allgemeinen nicht erwünscht ist, für die Stärke einer auf einen Metalldraht aufzuschmelzenden Quarz-In manufacturing, it has been found that it is generally undesirable for starch a quartz to be fused onto a metal wire

schicht die höchstzulässige Stärke zu wählen, weil in diesem Falle bei der Herstellung Ausschuß auftreten kann. Es ist z. B. von dem Erfinder gefunden worden, daß, wenn der in den Quarz einzuschmelzende Draht aus Molybdän besteht, es erwünscht ist, die Stärke der Quarzschicht nicht höher zu wählen als d = 0,2 + (D - 0,6) 0,16 · 0,8 mm. Diese Linie ist in der graphischen Darstellung der Fig. 1 mit ABD bezeichnet. layer to choose the maximum permissible thickness, because in this case rejects can occur during manufacture. It is Z. B. found by the inventor that if the wire to be fused into the quartz consists of molybdenum, it is desirable not to choose the thickness of the quartz layer higher than d = 0.2 + (D -0.6) 0.16 0.8 mm. This line is labeled ABD in the graph of FIG. 1.

In Fig. 2 ist eine Einschmelzung nach der Erfindung, bei welcher der Wolframdraht 1 eine Stärke D von 2 mm hat, vergrößert dargestellt. Die Stärke d der Quarzschicht 2 beträgt in diesem Fall 0,4 mm, was etwas niedriger als die höchstzulässige Schichtstärke im Wert von 0,47 mm ist, die sich aus der ~LmieABC der Fig. 1 ergibt. Es stellt sich heraus, daß die Quarzschicht so fest auf dem Wolframdraht sitzt, daß man, wenn man diese Einschmelzung zu zerstören versucht, eher Quarzscherben aus der Quarzschicht 2 herausbricht, als daß man die Verbindung zwischen dem Draht 1 und der Schicht 2 stört.In Fig. 2 a seal according to the invention, in which the tungsten wire 1 has a thickness D of 2 mm, is shown enlarged. The thickness d of the quartz layer 2 is 0.4 mm in this case, which is somewhat lower than the maximum permissible layer thickness of 0.47 mm, which results from the LmieABC of FIG. It turns out that the quartz layer sits so firmly on the tungsten wire that if you try to destroy this melt, quartz fragments are broken out of the quartz layer 2 rather than the connection between the wire 1 and the layer 2 being disturbed.

In Fig. 3 ist ein Verfahren dargestellt, das ermöglicht, einen Wolframdraht 3 mit einer Quarzschicht 4 gemäß der Erfindung zu versehen. Über den Draht 3 wird eine Quarzröhre derart geschoben, daß sie an dem einen Ende über den Draht 3 vorsteht. Darauf wird diese Röhre, zunächst beim Punkt P, in der Pfeilrichtung nach dem Punkt Q sehr hoch erhitzt. Infolge der Erhitzung beim Punkt P wird die ursprünglich offene Quarzröhre dort zugeschmolzen.3 shows a method which enables a tungsten wire 3 to be provided with a quartz layer 4 according to the invention. A quartz tube is pushed over the wire 3 in such a way that it protrudes over the wire 3 at one end. This tube is then heated very high , first at point P, in the direction of the arrow after point Q. As a result of the heating at point P , the originally open quartz tube is melted shut there.

Infolge der Verschiebung des Brenners in der angegebenen Richtung wird die im Raum R und im ringförmigen Raum zwischen dem Draht 3 und der Röhre 4 enthaltene Luft ausgetrieben, so daß diese Luft bei 5" entweicht. Gleichzeitig wird das sich bildende OxydAs a result of the displacement of the burner in the indicated direction, the air contained in the space R and in the annular space between the wire 3 and the tube 4 is expelled, so that this air escapes at 5 ". At the same time, the oxide that forms

*⁵ ausgetrieben, und zwar stets vor der infolge der Erhitzung auftretenden Anhaftung zwischen der Röhre 4 und dem Draht 3 aus. Ist diese Erhitzung beendet, so wird der linke Teil der Röhre 4 gemäß der Ebene TT beseitigt, so daß die Einschmelzung ihre endgültige Form erhält.* ⁵ expelled, always before the adhesion between the tube 4 and the wire 3 which occurs as a result of the heating. When this heating has ended, the left part of the tube 4 is removed according to the plane TT , so that the melt receives its final shape.

In Fig. 4 ist ein Wolframdraht 5 dargestellt, auf dem eine Quarzschicht 6 und auf dieser eine Glasperle 7 angebracht ist. Aus der Figur ist ersichtlich, daß die Quarzschicht 6 zu beiden Seiten aus der Glasperle reicht. Man kann diesen vorspringenden Teil z. B. durch Abschleifen beseitigen, aber weil die Perle aus einem anderen Werkstoff als die Schicht besteht, wird man dennoch stets feststellen können, daß die Glasperle auf einer Zwischenschicht aus Quarz aufIn Fig. 4, a tungsten wire 5 is shown, on which a quartz layer 6 and on this a glass bead 7 is attached. It can be seen from the figure that the quartz layer 6 consists of the glass bead on both sides enough. You can use this protruding part z. B. remove by grinding, but because the pearl consists of a different material than the layer, you will always be able to determine that the Glass bead on an intermediate layer of quartz

dem Metalldraht angebracht ist. Ferner ist die Tatsache, daß der aus der Perle reichende Teil der Schicht abgeschliffen ist, stets daran zu erkennen, daß an der Stelle der abgeschliffenen Schicht die unterliegende Drahtfläche nicht verbrannt ist, was mit der Metallfläche, die überhaupt nicht mit Quarz überzogen gewesen ist, stets mehr oder weniger der Fall ist. Letzteres hat seine Ursache in der Einwirkung der beim Einschmelzen verwendeten Flamme.attached to the metal wire. Furthermore, the fact is that the part of the layer reaching out of the pearl is abraded, always recognizable by the fact that on the In place of the sanded layer, the underlying wire surface is not burned, which is what the metal surface, which was not covered with quartz at all, is always more or less the case. The latter has its cause in the effect of the flame used during melting.

In Fig. 5 ist der Wolframdraht nach Fig. 4 aber-In Fig. 5 the tungsten wire according to Fig. 4 is but-

7" mais dargestellt, wobei jedoch mit der auf der Quarz- 7 " corn shown, but with the one on the quartz

Schicht 6 angebrachten Glasperle 7 die Glaswand 8, z. B. einer elektrischen Glühlampe, verschmolzen, ist. Aus der Figur ersieht man, daß der Teil des-Lampengefäßes in unmittelbarer Nähe der Einschmelzung senkrecht zu dem in der Einschmelzung vorhandenen Wolframdraht 5 ist.Layer 6 attached glass bead 7 the glass wall 8, z. B. an electric incandescent lamp, is fused. From the figure it can be seen that the part of the lamp vessel in the immediate vicinity of the meltdown perpendicular to the one present in the meltdown Tungsten wire 5 is.

Claims

Patent claims:

1. Fusing, especially for incandescent lamps or discharge tubes, in which the wire made of a material with a melting point higher than 2000 ° C has a diameter D of at least 0.05 mm and the thickness of the quartz layer melted onto the wire for wire thicknesses less than 0, 6 mm has a size of at most 0.24 mm and for wire thicknesses greater than 0.6 mm a size of at most 0.24 + (D - 0.6) 0.16 mm.

2. Fusing according to claim 1, characterized in that the wire consists of tungsten.

3. Melting according to claim 1, characterized in that the wire consists of molybdenum, the thickness of the quartz layer melted on the wire for wire thicknesses D less than 0.6 mm a size d of at most 0.24 mm and for wire thicknesses D greater than 0.6 mm has a size of at most 0.24 + (D- 0.6) 0.16 x 0.8 mm.

4. Melting according to one of the preceding claims, characterized in that on the quartz layer on the wire one or more glass or ouzz pearls are melted.

5. Electric incandescent lamp or discharge tube with one or more through the lamp or Tubular vessel passed through metal wires made of a material with a melting point greater than 2000 ° C and a thickness of at least 0.0s mm, these wires by means of a seal according to claim 4 are attached to the lamp or tube vessel.

6. Electric light bulb or discharge tube according to claim 5, characterized in that the one in the immediate vicinity of one of the melts located part of the lamp or tube vessel practically perpendicular to that in this melt existing metal wire.

7. A method for producing a seal according to any one of claims 1 to 3, characterized in that characterized in that a close-fitting quartz tube is pushed around the wire, which after it has been attached to the wire, conveniently melted shut on one side and then is heated over its entire length to such a temperature that it melts onto the wire.

1 sheet of drawings