DE1144885B - Verfahren zum Durchtrennen von Glasroehren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchtrennen und beiderseitigem Abschließen der Durchtrennungsstellen von Glasröhren, welche evakuierte oder mit Überdruck gefüllt Glühlampen, Elektronenröhrenkolben usw. mit den Evakuierungs- bzw. Gasdruckgeräten verbinden.

Bei der Herstellung von Glühlampen, z. B. von Projektionslampen, werden zunächst der Glühdraht und die zugehörigen Anschluß- und Trägerelemente in den Kolben eingebracht; anschließend wird dieser Kolben vollständig dicht abgeschlossen bis auf das sogenannte Evakuierungsröhrchen, das ist ein gläsernes Röhrchen, welches in den Lampenkolben hineinführt. Durch dieses Röhrchen wird die Lampe anschließend evakuiert, und wenn eine Gasfüllung verwendet wird, so wird diese ebenfalls durch dieses Röhrchen eingebracht, bis der vorgesehene Druck erreicht ist. Das Röhrchen wird sodann ebenfalls hermetisch abgeschlossen; damit ist die Herstellung des Lampenkolbens beendet. Bei Lampen, bei denen die Gasfüllung des Kolbens einen unteratmosphärischen Druck aufweist, wird das Evakuierungsröhrchen normalerweise dadurch abgedichtet oder abgeschmolzen, daß ein Ringabschnitt des Glasröhrchens auf die Erweichungstemperatur des Glases gebracht und der über diesen Abschnitt überstehende Teil des Röhrchens sodann abgezogen wird. Das erhitzte Glas bildet sodann an der Abzugsstelle des Röhrchens einen hermetischen Verschluß. Wenn der Druck der Kolbenfüllung größer ist als Atmosphärendruck, so muß das Röhrchen auf andere Weise abgedichtet oder abgeschmolzen werden, da eine Erhitzung des Röhrchens oder auch nur eines Teils desselben auf Erweichungstemperatur dazu führen würde, daß der erweichte Teil durch den Innendruck des Kolbens aufgeblasen würde. Die Abdichtung derartiger Lampen mit überatmosphärischem Druck erfolgt gewöhnlich innerhalb einer Kammer, in der überatmosphärischer Druck herrscht, oder aber mit Hilfe von aufgeheizten Klemmbacken, welche unter Zwischenschaltung des Röhrchens gegeneinandergepreßt werden.

Bei den nach den bisher bekannten Verfahren erzeugten Abdichtungen sind die abgeschmolzenen Teile des Röhrchens ziemlich dick. Dies ist die direkte Folge dieser Herstellungsverfahren. In dem dicken Abschlußbereich des Röhrchens treten beträchtliche Restspannungen auf, denn das Glas des Röhrchens muß ziemlich stark erhitzt werden, damit es auf Erweichungstemperatur kommt; beim Abkühlen treten dann in den Bereichen verhältnismäßig großer Dicke Restspannungen auf. Auch ist es sehr schwierig, nach den bisherigen Verfahren Abschmelzungen zu erzeu-

Anmelder:

Westinghouse Electric Corporation,
East Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. F. Weickmann

und Dr.-Ing. A. Weickmann, Patentanwälte,

München 2, Brunnstr. 8 und 9

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 12. Juli 1957 (Nr. 671 603)

George R. Mistler, West Orange, N. J.,

und Louis L. Nicolaro, Roseland, N. J. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

gen, welche mit dem Kolbenabschluß in einer Ebene liegen, denn man müßte hierzu die in der Nähe der Abschmelzstelle gelegenen Teile des Kolbens miterhitzen, was zu Spannungen und Deformationen in dem Kolben selber führen würde. Wenn der Druck der Lampenfüllung größer ist als der Atmosphärendruck, so muß man ein sogenanntes »Druckabschmelzverfahren« durchführen, um einen dichten Abschluß zu bekommen; die für die Durchführung dieses Verfahrens erforderliche Anlage ist umfangreich und kompliziert. Außerdem werden die Abschmelzstellen ziemlich dick. Es ist auch schon bekannt, eine konzentrierte Flamme zu verwenden, um eine Glasröhre zu durchtrennen. Bei Anwendung einer solchen Flamme werden aber auch die umgebenden Teile der Glasröhre erheblichen, unerwünschten Spannungen unterworfen. Zum Durchtrennen und beiderseitigen Abschließen der Durchtrennungsstellen von solchen Glasröhren, welche evakuierte oder mit Überdruck gefüllte Glühlampen, Elektronenröhrenkolben usw. mit den Evakuierungs- bzw. Gasdruckgeräten verbinden, ist dieses Verfahren deshalb nicht anwendbar. Schon deshalb nicht, weil keine Druckunterschiede an der Durchtrennungsstelle aufrechterhalten werden können.

Erfindungsgemäß werden die Glasröhren in an sich bekannter Weise durch ein erhitztes längliches Durchtrennungswerkzeug von solcher Formgebung durchsetzt, daß ein Teil der Glasröhrenwandung verlagert wird und an der Durchtrennungsstelle beidseitig Abschlußwände entstehen und die Wandstärke dieser

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Fig. 20 eine Abschmelzung, welche innerhalb einer Ausnehmung des Kolbens erzeugt wurde.

Das Grundprinzip der Erfindung läßt sich in weitestem Umfang auf die gasdichte Abschließung von 5 beliebigen Glasröhren anwenden. Besonders geeignet ist der Erfindungsvorschlag freilich für die Abschmelzung der gläsernen Evakuierungsröhrchen von im übrigen bereits abgeschmolzenen Kolben, insbesondere Lampenkolben.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Maschine 30 zum Abschmelzen von gläsernen Evakuierungsröhrchen dargestellt. Mit dieser Maschine werden die Evakuierungsröhrchen der im übrigen bereits abgeschlossenen Lampenkolben abgeschmolzen. Ein Evakuierungs-

Abschlußwände nicht geringer ist als die halbe Wandstärke und nicht dicker als die volle Wandstärke der Röhre.

Der Vorschlag, Glasröhren mit einem erhitzten länglichen Durchtrennungswerkzeug zu durchsetzen, derart, daß ein Teil der Glasröhrenwandung verlagert wird und an der Druchtrennungsstelle beidseitig Abschlußwände entstehen, ist bereits gemacht worden, und zwar bei Vorrichtungen zum Öffnen und/oder Schließen von Glasampullen, die mit Alkalimetallen io gefüllt sind. Dieser Vorschlag enthielt jedoch keinen Hinweis, diese Art der Durchtrennung bei Glasröhren anzuwenden, welche evakuierte oder mit Überdruck gefüllte Glühlampen, Elektronenröhrenkolben usw.

mit den Evakuierungs- bzw. Gasdruckgeräten verbin- i₅ röhrchen 32 des Lampenkolbens 34 führt nach einem den. Offensichtlich hatte niemand damit gerechnet, Spannfutter 36 bekannten Bauart. Das Spannfutter 36 daß die an den Durchtrennungsstellen beidseitig ent-. nimmt das Röhrchen 32 auf und stellt die Verbindung stehenden Abschlußwände in der Lage sind, wesent- _mit einer Absauge- bzw. Druckfüllungsleitung 38 her, liehe Differenzen auszuhalten. mit einem Röhrchen, das entweder an eine Druckgas-

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im 20 quelle oder an ein Vakuumgerät angeschlossen ist, je nun folgenden Beschreibungsteil auf die Zeichnungen nachdem, ob eine Gasfüllung oder ein Vakuum in Bezug genommen. Von diesen stellt dar dem Lampenkolben 34 erzeugt werden soll. Das

Fig. 1 einen Aufriß einer Abschmelzmaschine für Grundgestell 40 der Maschine trägt einen Schwenk-Evakuierungsröhrchen von Lampenkolben, arm 42, welcher seinerseits Träger für die elektrischen

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Maschine der Fig. 1, 25 Anschlüsse und die mechanischen Halterungen 44 des Fig. 3 einen Schnitt nach Linie HI-III der Fig. 1, heißen Abschmelzdrahts oder Abschmelzwerkzeugs in Pfeilrichtung gesehen, 46 ist. Dieses Abschmelzwerkzeug 46 ist zwischen den

Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Abschmelz- Enden der Teile 44 befestigt. An einem Ausleger des Werkzeugs, Schwenkarms 42 ist eine Zugfeder 48 angehängt,

Fig. 5 einen Schnitt nach Linie V-V der Fig. 3, in 30 welche andererseits an dem Grundgestell 40 befestigt Pfeilrichtung gesehen, zur Veranschaulichung des ist und das Abschmelzwerkzeug 46 mit einem bestimmten Druck auf das Röhrchen 32 aufpreßt. Die Spannung der Feder 48 läßt sich mit HiKe einer Nachstellvorrichtung 50 variieren. Der elektrische Anschluß 35 des aus einem heizbaren Draht bestehenden Abschmelzwerkzeugs 46 führt über Anschlußklemmen 52 nach einer Stromquelle und andererseits über die Halterungen 44 nach dem Werkzeug 46.

Im Betrieb wird das Evakuierungsröhrchen 32 zu-40 nächst in den Lampenkolben 34 eingesetzt und dort befestigt. Damit das Röhrchen 32 sodann in das Spannfutter 36 eingeführt werden kann, wird der Arm 42 von hier in Gegenzeigersinn geschwenkt (die Grenzen seiner Schwenkbewegung sind gestrichelt gestelltem Abschluß, wobei das Röhrchen einem 45 eingezeichnet). Zur Durchführung der Abschmelzung überatmosphärischen Innendruck unterworfen ist, wird sodann das Werkzeug 46 auf eine bestimmte

Fig. 11 einen Schnitt nach Linie XI-XI der Fig. 10, Temperatur erhitzt; die Feder 48 drückt sodann das in Pfeilrichtung gesehen, Werkzeug 46 mit einem bestimmten Anpreßdruck auf

Fig. 12 einen Schnitt entsprechend dem der Fig. 10 das Röhrchen 32 auf. Dadurch entsteht, wie im folfür den Fall, daß das Röhrchen mit atmosphärischem 50 genden beschrieben, der dichte Abschluß.
Druck gefüllt ist, I_n Fig. 3 ist ein Querschnitt durch ein als heiz-

Fig. 13 einen Schnitt entsprechend dem der Fig. 10 barer Draht ausgebildetes Abschmelzwerkzeug 46 gefür den Fall, daß im Innern des Röhrchens ein unter- zeichnet. Im allgemeinen nimmt dieser Draht die atmosphärischer Druck herrscht, Form der Evakuierungsröhrchen 32 an, welche er ab-

Fig. 14 ein weiteres Abschließungsverfahren, dem- 55 zuschmelzen hat, infolge der Drücke, unter denen er zufolge das Röhrchen vor der Abschmelzung erhitzt an dem Röhrchen 32 anliegt, und der Temperatur, auf wird, welche er erhitzt wird. Man kann aber auch dafür

Fig. 15 ein Abschmelzwerkzeug mit kreisförmigem Sorge tragen, daß das Abschmelzwerkzeug 46 seine Querschnitt, Form unverändert beibehält und gerade bleibt, wie in

Fig. 16 ein Abschmelzvorgang, demzufolge ein Ab- 60 Fig. 4 gezeigt.

Schmelzwerkzeug mit rechteckigem Querschnitt schräg In Fig. 5 ist der erste Schritt des Abschmelzvor-

zur Querschnittsebene des Röhrchens durch dieses gangs dargestellt; bei diesem Schritt wird das heiße

hindurchgeschoben wird, Abschmelzwerkzeug 46 in das Evakuierungsröhrchen

Fig. 17 ein abgeschmolzenes Röhrchen, bei dem die herangeführt, so daß mindestens diejenigen Teile des

Abschlußebene schräg zur Querschnittsebene liegt, 65 Röhrchens bzw. der Leitung erhitzt werden, welche

Fig. 18 und 19 ein Verfahren zur Herstellung von in der Nachbarschaft des Abschmelzwerkzeugs 46

Kolbendichtungen, welche in einer Ebene mit dem liegen. Nach dieser vorläufiigen Erwärmung des Röhr-

Kolbenabschluß liegen, chens 32 läßt man die Feder 48 auf das Abschmelz-

ersten Schritts des Abschmelzvorgangs,

Fig. 6 einen Querschnitt durch ein noch unvollständig abgeschlossenes, unter überatmosphärischem Druck stehendes Röhrchen,

Fig. 7 einen Schnitt nach Linie VII-VII der Fig. 6, in Pfeilrichtung gesehen,

Fig. 8 einen Schnitt entsprechend dem der Fig. 6 für den Fall, daß das Röhrchen unter atmosphärischem Druck steht,

Fig. 9 einen Schnitt entsprechend dem der Fig. 6 für den Fall, daß im Innern des Röhrchens unteratmospärischer Druck herrscht,

Fig. 10 einen Schnitt durch ein Röhrchen mit fertig-

werkzeug 46 einwirken, und zwar derart, daß dieses In Fig. 12 ist ein abgeschmolzenes Röhrchen 32

im Uhrzeigersinn gegen das Röhrchen drückt. Das dargestellt, welches an einen mit einem unter atmo-Werkzeug 46 übt dann eine erhebliche Spannung auf sphärischem Druck gasgefüllten Kolben anschließt; das erhitzte Röhrchen 32 aus; die Temperatur des Fig. 13 dagegen zeigt ein abgeschmolzenes Röhrchen Röhrchens wurde so hoch gewählt, daß diese Span- 5 32, welches an einen mit Gas von unteratmosphärinung eine Verformung des Röhrchens 32 hervorruft schem Druck gefüllten Kolben anschließt. Man sieht, und ein Durchgang des erhitzten Werkzeugs 46 durch daß bei fallendem Druck der Gasfüllung die Schicht das Röhrchen möglich wird. Beim Durchgang des er- 54 des verlagerten Rohrmaterials eine Wölbung nach hitzten Abschmelzwerkzeugs 46 durch das Röhrchen innen zeigt.

schiebt das Werkzeug Rohrmaterial vor sich her; ein io In den bisher dargestellten Abschmelzvorgängen Teil dieses Rohrmaterials wird an den Seiten des ist das Abschmelzwerkzeug stets als ein Draht mit im Werkzeugs 46 vorbeigeschoben und bildet eine allgemeinen kreisförmigem Querschnitt dargestellt geSchicht 54, bestehend aus verlagertem Rohrmaterial. wesen, bei dem die vordere, d. h. mit dem Röhrchen Diese Schicht geht ununterbrochen in die anliegenden zunächst in Eingriff tretende Kante abgeflacht ist. Teile des Evakuierungsröhrchens über, wie die Fig. 7 15 Diese Querschnittsform bedingt, daß eine etwas grözeigt. Bei dem in Fig. 6 dargestellten Vorgang sind ßere Menge von aufgeweichtem Rohrmaterial vor dem die Drücke innerhalb des Glasröhrchens größer als Draht hergeschoben wird, während dieser das Röhr-Atmosphärendruck. Wenn das heiße Werkzeug 46 chen durchschneidet. Die Schicht 54 ist in der Nähe beginnt, in das Röhrchen 32 einzudringen, so ist ein der von dem Abschmelzwerkzeug zunächst beauf-Teil des heißen Rohrmaterials in der Umgebung der 20 schlagten Zone des Rohres gewöhnlich etwas dünner vorderen Kante des Werkzeugs 46 weich genug, um als an anderen Stellen; diese Erscheinung ist offeninfolge des Druckdifferentials zwischen der Innen- sichtlich darauf zurückzuführen, daß das erweichte und der Außenfläche des Rohrs verformt zu werden. Glas im Wert des Durchgangs des Abschmelzwerk-Dadurch entsteht eine geringfügige Anhäufung von zeugs nachgezogen wird. Sobald das Abschmelzwerkverlagertem Rohrmaterial am Eintritt des Schmelz- 25 zeug sich dem Punkt nähert, an dem es das Röhrchen Werkzeugs 46 in das Röhrchen 32. völlig durchschnitten hat, setzt sich das bisher nach

In Fig. 8 ist gezeigt, wie ein Abschmelzwerkzeug vorne geschobene Material nieder und bildet eine 46 durch ein Röhrchen 32 hindurchtritt, welches mit etwas stärkere Glasschicht. Die durchschnittliche atmoshärischem Druck gefüllt ist. Das Aussehen des Schichtstärke der gesamten Schicht 54 ist immer etwas teilweise abgeschmolzenen Röhrchens ist hier etwas 30 geringer als die Wandstärke des Rohrs,
anders als bei dem vorangehenden Beispiel, da in dem Nach einer anderen Durchführungsform des Schmelz-

hier behandelten Fall keine Druckdifferentiale eine Vorgangs kann man auch diejenige Zone des Evaku-Verformung oder eine Unterbrechung des teilweise ierungsröhrchens 32, an welcher abgeschmolzen wergebildeten Abschlusses herbeizuführen suchen. Selbst den soll, durch eine Gasluftflamme oder durch eine wenn in dem Röhrchen ein überatmosphärischer 35 elektrische Beheizung oder sonstwie vorerhitzen, wie Druck herrscht, ist die ununterbrochene Rohrmate- dies in Fig. 14 gezeigt ist. In einer automatischen rialschicht 54, die im Verlauf des Durchgangs des Lampenherstellungsanlage ist es sogar häufig er-Schmelzwerkzeugs durch das Röhrchen entstanden ist, wünscht, das Evakuierungsröhrchen vor dem Abwenigstens auf einem Teil ihrer Schichtstärke kühl Schmelzvorgang zu erhitzen, da diese Anlagen für eine genug, um wesentlichen Verformungen unter der Ein- 40 solche Vorerhitzung ausgerüstet sind. Wenn das Röhrwirkung des Druckdifferentials zu widerstehen, und chen erhitzt wird, so kann der eigentliche Abschmelzauch stark genug, um ein Reißen dieser Schicht 54 Vorgang schneller vor sich gehen. Hierfür werden auszuschließen. Das Glas ist also einerseits so stark noch Beispiele angegeben werden,
erwärmt, daß es sich unter dem verhältnismäßig gro- Der Draht des Abschmelzwerkzeugs 46 braucht

ßen Druck, mit dem das Schmelzwerkzeug an ihm 45 nicht unbedingt eine im allgemeinen kreisrunde Form anliegt, verformt, ist aber andererseits nicht weich mit abgeflachter Vorderkante zu besitzen. Man kann genug, um unter der Einwirkung von Spannungen zu z. B. auch einen Abschmelzdraht 46 a mit einem völreißen, welche durch in der Nähe des Schmelzwerk- Mg kreisrunden Querschnitt verwenden, wie Fig. 15 zeugs angreifende andere Kräfte erzeugt werden. zeigt. Daneben kann der Abschmelzdraht auch vierin Fig. 9 ist eine teilweise fertiggestellte Abschmel- 50 eckige Form haben. Ein solcher ist z. B. unter der zung dargestellt. In diesem Fall herrscht im Innern Bezifferung 46 b in Fig. 16 gezeigt. Nach Fig. 16 liegt des Röhrchens unteratmosphärischer Druck; das die größte Querschnittsausdehnung parallel zur Achse Druckdifferential sucht also hier die weichen Teile des Evakuierungsröhrchens. Dies hat zur Folge, daß des Röhrchens nach innen zu drücken im Gegensatz eine beträchtliche Menge von verlagertem Rohrzum Fall der Fig. 6. 55 material vor dem Abschmelzwerkzeug 46 b herge-

In den Fig. 10 und 11 sind die fertigen Abschmelz- schoben wird.

stellen eines Röhrchens 32 dargestellt, welches über- Es ist auch möglich, das Abschmelzwerkzeug durch

atmosphärischem Druck ausgesetzt ist. Man sieht, daß das vorerhitzte Röhrchen in einer zur Querschnittsdie durchschnittliche Wandstärke der Außenwand, ebene des Röhrchens geneigten Ebene vorzuschieben, welche von der Schicht 54 gebildet ist, etwas geringer 60 wie in Fig. 16 gezeigt ist; es entsteht dann eine Abist als die Wandstärke des Rohrs; aber gerade diese schmelzstelle, wie Fig. 17 sie zeigt. Der Vorteil einer geringe Wandstärke der Abschmelzstelle ist wün- solchen schrägen Abschmelzung liegt darin, daß das sehenswert, da in dünnen Glasteilen die restlichen Verhältnis von verlagertem Rohrmaterial und durchSpannungen minimal sind. Darüber hinaus ist der An- schnittener Öffnungsfläche innerhalb des Rohrs gröschlußwinkel 56, unter dem die Schicht 54 in die 65 ßer wird, so daß mehr verlagertes Rohrmaterial zur Rohrwand übergeht, ziemlich groß, was eine Herstellung des Abschlusses zur Verfügung steht. Daweitere Verringerung der restlichen Spannungen be- neben ist auch der Anschlußwinkel 56 α zwischen dem deutet. verlagerten Rohrmaterial und dem Röhrchen ziemlich

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groß; es ist deshalb eine schwache Stelle der Ab- 1,5 kg/cm². Beim Abschmelzen von solchen Hartglasschmelzstruktur weitgehend ausgeschlossen. röhren muß das Abschmelzwerkzeug 46 eine etwas Die Temperatur, auf welche das Abschmelzwerk- höhere Temperatur haben, etwa eine Temperatur von zeug 46 zu erhitzen ist, und die Drücke, welche von zwischen 975 und 1350° C. Auf das Werkzeug wurde dem Abschmelzwerkzeug 46 auszuüben sind, damit 5 eine Kraft von 1,7 kg ausgeübt. Diese Kraft erzeugte eine Abschmelzung zustande kommt, sind in einem zwischen dem Abschmelzdraht und dem Röhrchen weiten Bereich veränderlich, einem Bereich, der von eine Spannung von 13,7 bis 42,4 kg/cm². Nach einer Betriebsbedingungen wie der Art des Glases, der Vorerhitzungsperiode von 30 Sekunden nahm die Größe des Rohrs, dem Innendruck innerhalb des eigentliche Abschmelzung 3,5 bis 6 Sekunden in AnRohrs, der Vorerhitzung und anderen, abhängig ist. io spruch.

Am schwierigsten gestaltet sich der Abschmelzvor- Bei einer 6 Sekunden langen Vorerhitzung durch

gang dann, wenn das Evakuierungsröhrchen einem einen Gasluftbrenner konnte man Hartglasröhrchen überatmosphärischen Druck ausgesetzt ist. Es wurden mit einem Abschmelzdraht von 975 bis 1100° C in viele Experimente durchgeführt, bei denen ein Blei- 2,4 Sekunden abschmelzen. Die höchste Abschmelzglas, d. h. ein Weichglasröhrchen mit einem Außen- 15 zeit war unter diesen Umständen 5,2 Sekunden. Die durchmesser von 2,9 mm und einer durchschnittlichen Spannung an der Angriffsstelle des Abschmelzwerk-Wandstärke von 0,7 mm abgeschmolzen wurde. Zum zeugs 46 an dem Evakuierungsröhrchen 32 lag bei Abschmelzen bediente man sich dabei eines Nichrom- Vorerhitzung durch eine Gasluftflamme zwischen 13,7 V-Drahtes von 1,6, 1 und 0,9 mm Durchmesser. Wei- und 42,4 kg/cm².

tere Experimente wurden mit einem Nichrom-V-Strei- 20 An Stelle der hier angegebenen speziellen Hart- und fen von 0,85 mm gemacht, der auf eine Breite von Weichgläser können natürlich auch beliebige andere 2,6 mm zugeschnitten war. Nichrom V ist eine Legie- Glassorten verwendet werden.

rung, welche im wesentlichen aus 80% Nickel und In den bereits besprochenen Fällen wurde das

20 % Chrom besteht. Bei diesen Experimenten wurde Röhrchen erhitzt, bevor die eigentliche Abschmelzung das Evakuierungsröhrchen auf einen Innendruck von 25 vorgenommen wurde, und zwar entweder durch das bis zu 1,05 atü gebracht. Die Abschmelztemperatur erhitzte Abschmelzwerkzeug oder durch einen Gaswurde zwischen 850 und 1000° C variiert. Unter die- luftbrenner oder sonst irgendwie. Es ist aber auch sen Betriebsbedingungen wurde das Abschmelzwerk- möglich, ein Röhrchen abzuschmelzen, ohne daß man zeug 46 zunächst in die Nähe des Röhrchens gebracht, es vorher erhitzt. Man läßt dann einfach das heiße um die dem Abschmelzwerkzeug benachbarten Teile 30 Abschmelzwerkzeug durch das Röhrchen hindurchdes Röhrchens zu erhitzen. Nach einer Vorerhitzungs- dringen. Es wird dann für den eigentlichen Abzeit von 30 Sekunden wurde die Temperatur des schmelzvorgang eine längere Zeit erforderlich, da ja Schmelzwerkzeugs etwas herabgesetzt, ungefähr auf das Röhrchen durch das erhitzte Abschmelzwerkzeug 850 bis 950° C; der erhitzte Draht wurde sodann während dessen Durchgang erst erhitzt werden muß. durch das Röhrchen hindurchgeführt, und zwar mit 35 Die Betriebsbedingungen können also innerhalb einer Kraft von 0,45 bis 1,70 kg. Die Abschmelzung weiter Grenzen variieren, ohne daß die entstehenden dauerte unter diesen Betriebsbedingungen zwischen Abschmelzungen verschlechtert werden. Man kann die

9 und 15 Sekunden. Die tatsächliche Spannung zwi- allgemeine Regel aufstellen, daß mit abnehmendem sehen dem Abschmelzdraht und dem erhitzten Röhr- Durchmesser die Temperatur erhöht werden kann, chen variierte von 12 kg/cm² bis 18 kg/cm² und hing 40 ohne daß die Abschmelzungen verschlechtert werden, von der Kraft ab, mit der das Abschmelzwerkzeug Bei Weichglas wird eine Temperatur des Abschmelzvorgeschoben wurde, sowie von dem Durchmesser Werkzeugs von zwischen 850 und 950° C bevorzugt, des Abschmelzdrahtes. Die unter solchen Bedingun- Bei Hartglas liegt die bevorzugte Temperatur des Abgen entstehende Wandstärke der Abschlußschicht Schmelzwerkzeugs zwischen 975 und 1275° C. Die hatte ihr Minimum zwischen 0,01 und 0,06 mm. Ein 45 Temperaturen können aber auch außerhalb der ange-Beispiel: Der Durchmesser des Abschmelzdrahtes sei gebenen Bereiche liegen, und dennoch erhält man gute L mm, der Innendruck des Röhrchens 1,05 kg/cm². Abschmelzstellen.

Die Vorerhitzungstemperatur zur Erhitzung der dem Die durchschnittliche Wandstärke der Röhrchen-Abschmelzdraht benachbarten Teile des Röhrchens abschlußschichten ist etwas geringer als die Wandsei 975° C. Nach der Vorerhitzung werde diese Tem- 5° stärke des Röhrchens selber. Messungen haben erperatur auf 900° C herabgesetzt und das Werkzeug geben, daß die minimale Wandstärke der Abschlußdurch das Röhrchen hindurchgeschoben, und zwar in schicht zwischen dem 0,75- und 0,5fachen Wert der

Sekunden. Unter diesen Betriebsbedingungen legt Wandstärke des Röhrchens liegt, während die maximan etwa eine Kraft von 0,68 kg an dem Abschmelz- male Stärke der Abschlußschicht nur wenig kleiner werkzeug an; die resultierende Spannung zwischen 55 ist als die Wandstärke des Röhrchens. Die unterdem Abschmelzdraht und dem Röhrchen sei dann schiedliche Wandstärke der Abschlußschicht ist auf kg/cm². Es ergibt sich eine minimale Wandstärke Unterschiede in der Abschmelzgeschwindigkeit, in der der Röhrchenabschlußschicht von 0,015 mm. Querschnittsdimension des Abschmelzwerkzeugs, in

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können der Abschmelztemperatur, in der Glassorte und in auch Hartglasröhrchen abgeschmolzen werden; Ex- 60 anderen Betriebsbedingungen zurückzuführen, perimente wurden im großen Umfang mit Borsilikat- Fig. 18 zeigt eine Elektronenröhre 58, die im weglasröhren gemacht, und zwar mit Röhren, die unter sentlichen fertiggestellt ist und nur noch ausgepumpt der Handelsmarke NONEX der Corning Glass Works und abgeschmolzen zu werden braucht. Wenn der in Corning, N. Y., USA., auf den Markt gebracht wer- räumlichen Ausdehnung einer Röhre Grenzen gesetzt den. Es handelt sich dabei um Röhren mit einem 65 sind, so will man oft die Spitze nicht über den Kolben Außendurchmesser von 4,1mm und einer durch- hervorstehen lassen; in der Praxis ist es jedoch schwieschnittlichen Wandstärke von ungefähr 1 mm. Diese rig, die Abschmelzung in der Abschlußebene des KoI-Röhren standen unter einem Innendruck von bens vorzunehmen, ohne den Kolben selber zu schädi-

gen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich die Abschmelzung leicht in der Abschlußebene des Kolbens vornehmen, wie Fig. 18 zeigt; in Fig. 19 ist die bereits abgeschmolzene Röhre gezeigt. Bei Elektronenröhren ist das Evakuierungsröhrchen häufig die Fortsetzung des eigentlichen Kolbens. Wenn das Evakuierungsröhrchen an einer Stelle nahe dem Übergang des Röhrchens in den eigentlichen Kolben abgeschmolzen wird, so erhält man eine dünne Schicht von Rohrmaterial, welche senkrecht zur Rohrachse liegt und ununterbrochen in die Wand des Kolbens übergeht, wie Fig. 19 zeigt. Natürlich könnte auch hier die Abschmelzung unter einem Winkel gegen die Querschnittsebene des Röhrchens vorgenommen werden.

In Fig. 20 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung gezeigt; bei dieser Ausführungsform ist das Evakuierungsröhrchen einer Fluoreszenzlampe 60 derart abgeschmolzen worden, daß die Abschmelzstelle innerhalb einer Vertiefung des Lampenkolbens liegt. Es ist deshalb ausgeschlossen, daß die Abschmelzung das Anbringen der Metallfassung auf dem Lampenkolben behindert; auch kann die Abschmelzflamme nicht mehr versprühen, wie dies bei älteren Abschmelzverfahren der Fall war.

Ein überraschendes Merkmal des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß der Größe und Form der abzuschmelzenden Röhrchen keine Grenze gesetzt ist. Es wurde z. B. ein Glasrohr mit einem Außendurchmesser von 1,9 cm und einer durchschnittlichen Wandstärke von 0,3 cm nach dem erfindungsgemäßen Verfahren abgeschmolzen.

Ein Abschmelzen von solchen Röhren ist nach den älteren Verfahren nicht möglich. Auch läßt sich das erfindungsgemäße Verfahren bei höheren Drücken als 1,05 kg/cm² anwenden, daneben bei Atmosphärendruck und auch bei Vakuum im Innern des Rohres. Dem erfindungsgemäßen Verfahren ist hinsichtlich der Drücke innerhalb der Röhrchen praktisch keine Grenze gesetzt; bei einem Innendruck von 3 bis 4 Atmosphären z. B. können die Röhrchen ohne weiteres noch abgeschmolzen werden.

Wenn keine Anlage, wie sie unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben wurde, zur Verfugung steht, so kann der erfindungsgemäße Abschmelzvorgang auch von Hand ausgeführt werden dadurch, daß ein heißes Abschmelzwerkzeug durch das Röhrchen hindurchgeführt wird. Natürlich kann auch das Röhrchen gegen ein heißes Abschmelzwerkzeug gedrückt werden, so daß wiederum das Röhrchen von dem Werkzeug durchsetzt wird.

Die Erfindung ist nicht auf die hier angeführten Ausführungsbeispiele beschränkt.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum Durchtrennen und beiderseitigem Abschließen der Durchtrennungsstellen von Glasröhren, welche evakuierte oder mit Überdruck gefüllte Glühlampen, Elektronenröhrenkolben usw. mit den Evakuierungs- bzw. Gasdruckgeräten verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasröhren in an sich bekannter Weise durch ein erhitztes längliches Durchtrennungswerkzeug von solcher Formgebung durchsetzt werden, daß ein Teil der Glasröhrenwandung verlagert wird und an der Durchtrennungsstelle beidseitig Abschlußwände entstehen und die Wandstärke dieser Abschlußwände nicht geringer als die halbe Wandstärke und nicht dicker als die volle Wandstärke der Röhren ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasrohr im Bereich der Durchtrennung auf eine unterhalb des Erweichungspunktes liegende Temperatur vorerhitzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchtrennungswerkzeug verwendet wird, welches eine der Querschnittsform des Glasrohres angepaßte Krümmung besitzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Durchtrennungswerkzeug ein Draht von annähernd kreisförmigem Querschnitt verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Durchtrennungswerkzeug ein Draht von kreisförmigem Querschnitt mit abgeflachter Angriffsfläche verwendet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Durchtrennungswerkzeug ein Draht von viereckigem Querschnitt verwendet wird, welcher mit seiner längsten Seite an dem Rohr angreift.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 382 753;
deutsche Patentanmeldung B 16290 VIb/32 a (bekanntgemacht am 7. 8.1952).

In Betracht gezogene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1021098.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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