DE1149459B - Verfahren zum maschinellen Zusammensetzen von Kathodenteilen und Anordnung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

N18305 Vnic/21g

ANMELDETAG: 9. MAI 1960

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UNDAUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT: 30. MAI 1963

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum maschinellen Zusammensetzen von Kathodenteilen von Kristalldioden, bei dem ein Rohr aus Glas od. dgl. auf ein Halterungsorgan gesetzt und dabei in einer Zange zentriert wird, ein am Ende mit einer Scheibe versehener Stab oder Draht von oben her in das Rohr eingeführt wird, mit seinem flachen Ende auf einen aus dem Halterungsorgan ragenden, mit einer zentralen Bohrung versehenen Stift gesetzt wird und dabei an seinem anderen Ende derart gestützt wird, daß er nahezu in der Mitte des Glasrohres zu liegen kommt und die obere Öffnung der Bohrung verschließt, worauf das Rohr und der Stab oder Draht in Drehung versetzt werden und das Rohr dann an einem Ende mit dem Stab oder Draht verschmolzen wird. Ein derartiges Verfahren ist bekannt; mit ihm können jedoch noch nicht mit einem Kristall versehene Kathodenteile für Halbleitervorrichtungen, wie Kristalldioden, maschinell zusammengesetzt werden. Diese Teile bestehen aus einer aus einem Stab oder Draht gebildeten Elektrode, die an einem Ende mit einem Kolben aus Glas od. dgl. verschmolzen ist, der den Stab oder Draht dabei teilweise umhüllt.

Beim bekannten Verfahren wird beim Anschmelzen durch die zentrale Bohrung des Stiftes ein inertes Gas zugeführt, damit das Oxydieren der Elektrode verhindert wird. Es hat sich jedoch gezeigt, daß dabei Gaseinschlüsse in die Anschmelzungsstelle geraten, wodurch diese Stelle nachher für die Qualität der Einzelteile schädliche Gaseinschlüsse aufweist.

Dieser Nachteil wird dadurch vermieden, daß bei dem Verfahren gemäß der Erfindung, nachdem das Anschmelzen stattgefunden hat, der Stift in bezug auf das Halterungsorgan derart über einen kleinen Abstand gesenkt wird, daß die obere Öffnung der Bohrung frei kommt von der Scheibe des Stabes oder Drahtes und darauf durch diese Bohrung hindurch dem dann an einer Seite eingeschmolzenen Kolben ein reduzierendes Gas zugeführt wird. Bei diesem Verfahren wird also ein anderer Weg eingeschlagen. Im Gegensatz zum bekannten Verfahren, bei dem eine Oxydation der innerhalb des Glasröhrchens befindlichen Elektrodenteile gleichsam vermieden wird, wird beim erfindungsgemäßen Verfahren dieses Elektrodenteil absichtlich einer Oxydation ausgesetzt und wird erst, nachdem eine Anschmelzung zustande gekommen ist, ein reduzierendes Gas zugeführt. Dieser zunächst als ein sicherer Umweg erscheinende Arbeitsvorgang, Oxydieren und darauf Reduzieren, ermöglicht, wie sich gezeigt hat, die Herstellung einer einwandfrei gasdichten Verbindung zwischen der Elektrode und dem Glasröhrchen unter Vermeidung von Verfahren zum maschinellen Zusammensetzen von Kathodenteilen von Kristalldioden

und Anordnung zur Durchführung

dieses Verfahrens

Anmelder:

N.V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 12. Mai 1959 (Nr. 239 126)

Bernardus Johannes Awater
und Wilhelmus Antonius Roovers,

Nijmegen (Niederlande),
sind als Erfinder genannt worden

Gaseinschlüssen in der Verbindungsstelle. Bei dem Verfahren nach der Erfindung ist also der mit einer Bohrung versehene Stift axial beweglich und kann über einen kleinen Abstand gesenkt werden. Man kann dieses über einen kleinen Abstand Senken dieses Stiftes sehr gut vergleichen mit dem Öffnen eines Gasventils. In geschlossenem Zustand dieses Ventils wird die am oberen Ende befindliche Öffnung nämlich völlig durch das Ende des Stabes oder Drahtes verschlossen. Das Öffnen des Ventils und die dann stattfindende Zuführung eines reduzierenden Gases wird also erst dann zustande gebracht, nachdem das Glasrohr an den Stab oder Draht festgeschmolzen worden ist.
Dadurch, daß ein axial beweglicher Stift Ver-Wendung findet, kann man diese Beweglichkeit vorteilhaft schon am Anfang der Senkbewegung des Stiftes benutzen für das Korrigieren bzw. Ausbessern der Anschmelzungsstelle des Glasrohres. Eine darauf gerichtete Ausführangsform des Verfahrens nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß in der letzten Anschmelzphase vor dem Zuführen des reduzierenden Gases der Stift in bezug auf das Halterungs-

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organ derart über einen kleinen Abstand gesenkt Aussparung 7 eines im Halterungsorgan 3 angebrachwird, daß der eingeschmolzene Draht oder Stab der ten Stiftes 5 zentriert. Darauf wird dieser Stab am Bewegung so folgen kann, daß die Öffnung der anderen Ende in einem Organ 8 unterstützt (Fig. 1 c), Bohrung verschlossen bleibt. Dabei ist die Ver- wobei in dieser Situation außerdem eine Kraft P in bindung zwischen Stab oder Draht und Glas noch 5 der Längsrichtung des Stabes oder Drahtes ausgeübt derart plastisch, daß der eingeschmolzene Stab oder wird. Darauf werden das Rohr 1 und der Stab oder Draht der Bewegung des Stiftes folgen kann und Draht 2 in Drehung versetzt, und unter Wärmedabei die Öffnung des Stiftes verschließt. zuführung, mit 6 b angegeben, wird eine Anschmel-Zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfin- zung zwischen dem Draht 2 und dem Glasrohr 1 herdung dient eine Vorrichtung, die aus einem drehbaren io gestellt (Fig. 1 c). Bei dieser Anordnung kann gleich-Kopf mit einem Halterungsorgan und einer Zange zeitig in einfacher Weise eine Wärmezuführung (in zum zentrierten Haltern eines Rohres aus Glas od. dgl. Fig. lc mit 6 a angegeben) zum Stift 5 erfolgen, so besteht, und bei der der Kopf weiter einen aus dem daß Abkühlung des oberen Endes des Stiftes ver-Halterungsorgan ragenden, hohlen, an eine Gas- mieden wird. Es hat sich ergeben, daß dies einen sehr zuführung anschließbaren Stift und eine oberhalb des 15 günstigen Effekt auf die Qualität der Anschmelzung Stiftes vorhandene Führung zum Fixieren eines in der zwischen dem Glasrohr und dem Stab oder Draht Mitte des Rohres einzuschmelzenden Stabes oder ausübt.

Drahtes aufweist. Die Vorrichtung zeichnet sich da- Falls die Wärmezuführung durch Anschmelz-

durch aus, daß der Kopf zu einer auf einem Teilkreis brenner erfolgt, ist infolge des Anschmelzens der

liegenden Serie von Köpfen gehört, daß weiter der 20 Metallstab einer beträchtlichen Oxydation unter-

zu jedem Kopf gehörende Stift in bezug auf das worfen gewesen. Da dies für das endgültige Erzeugnis

Halterungsorgan des Kopfes verschiebbar ist und an in hohem Maße erschwerlich ist und insbesondere für

seiner oberen Seite eine Aussparung aufweist, welche die innerhalb des angeschmolzenen Kolbens liegenden

zeitweise eine Lagerungsstelle für die Scheibe des von oxydierten Stellen, kann diese Oxydation wieder rück-

oben her in das Rohr einzuführenden Stabes oder 25 gängig gemacht werden. Dazu wird der mit einer

Drahtes bildet, und daß weiter Mittel vorgesehen sind Bohrung versehene Stift 5 über einen kleinen Abstand

zum derart programmäßigen Senken des Stiftes in gesenkt. Dadurch kommt das Ende 7 frei vom Draht 2

dem Halterungsorgan nach dem Anschmelzen, daß zu liegen, und ein mit 9 angegebenes reduzierendes

die Bohrung im Stift von der Scheibe des Drahtes frei Gas kann dem an einer Seite eingeschmolzenen und

kommt und ein reduzierendes Gas an einer Seite des 30 jetzt mit einem Draht versehenen Kolben zugeführt

angeschmolzenen Kolbens zugeführt werden kann. werden (Fig. Ie).

Die Mittel zum programmäßigen Senken des Stiftes Nach einer zweckmäßigen Weiterbildung des vorwird man vorzugsweise derart einrichten, daß bereits liegenden Verfahrens wird in der letzten Anschmelzwährend der letzten Anschmelzphase und vor dem phase und bevor das reduzierende Gas zugeführt wird, Reduzieren der Stift etwa absinken kann und, nach- 35 der Stift 5 über einen kleinen Abstand gesenkt. In dem die Anschmelzung durchgeführt ist, der Stift dieser Phase ist bereits ungefähr eine Anschmelzung, nochmals über einen kleinen Abstand gesenkt werden wie mit 10 angegeben, hergestellt. Das Glas ist dann kann. aber noch derart weich, daß, wenn der Stift 5 etwas

Es sei bemerkt, daß eine Vorrichtung mit einer herabbewegt wird, der Stab oder Draht 2 infolge der

Anzahl von Köpfen und Halterungen, die auf einem 40 darauf ruhenden Kraft P der Bewegung des Stiftes 5

Teilkreis hegen, an sich bekannt ist. Erst mit einer folgt, bis die Scheibe6 wieder in der Aussparung?

Vorrichtung nach der Erfindung lassen sich aber zu ruhen kommt. Dadurch erhält die Anschmelzung

einerseits große Produktionsanzahlen pro Stunde mit eine in Fig. Id mit 10 a bezeichnete Gestalt. Die

sehr guten konstanten Nutzleistungen und anderer- Gestalt 10 α bietet große Vorteile beim weiteren Ver-

seits sehr konstante Erzeugnisse praktisch unabhängig 45 arbeiten der Kathodenteile zu Dioden, da sie eine

vom Einfluß der Bedienungsperson herstellen. festere Verbindung zwischen dem Glas und dem

Die Erfindung wird an Hand eines in den Zeich- Draht ergibt als bei einer Gestalt 10 der Fall ist.

nungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher er- Ein günstiges Ausführungsbeispiel einer Vorrich-

läutert. In tung zum Durchführen des Verfahrens nach der Er-

Fig. 1 sind auf schematische Weise einige Stadien 50 findung ist in den Fig. 2 und 3 dargestellt. Hierbei ist

des vorliegenden Verfahrens dargestellt; ein Körper 11 mittels eines Zahnkranzes 13 über die

Fig. 2 zeigt einen Teil einer Vorrichtung zum Kugeln 14 drehbar in einem an sich stillstehenden

Durchführen des Verfahrens, wobei Fig. 2 a eine Teil 12. Mit dem Körper 11 ist ein Oberstück 3 fest

Draufsicht und Fig. 2b einen Schnitt über A-A in verbunden. Auf dessen obere Seite 15 kann ein Glas-

Fig. 2 darstellen; in den 55 rohr gesetzt und dabei mittels einer Zange zentriert

Fig. 3 und 4 sind auf schematische Weise eine werden, die aus den Teilen 4 und 16 besteht. Dabei

Draufsicht und eine Seitenansicht eines mit mehreren ist der Teil 16 teilweise gabelförmig gestaltet. Zur

in Fig. 2 dargestellten Anschmelzköpfen versehenen Verdeutlichung der Bewegung der Zangen möge

Karussels dargestellt: in folgendes dienen. Die Zangenteile sind um die Wellen

Fig. 5 ist ein Transporthalter in vergrößertem Maß- 60 17 und 18 drehbar im Körper 11 angebracht. Ihre

stab dargestellt. Verdrehung wird durch das Verschieben der Buchse

Bei dem vorliegenden Verfahren wird ein Glas- 19 mittels des Nockens 21 bewirkt. Beim Heraufrohr 1 auf ein Halterungsorgan 3 gesetzt und dabei schieben der Buchse 19 wird der mit der Welle 17 durch ein zangenförmig ausgebildetes Organ 4 zen- verbundene Hebel 22 über den konischen Teil der triert (Fig. 1 a). Darauf wird ein mit einer dünnen 65 Buchse 19 bewegt, und es kann eine Winkeldrehung Scheibe 6 versehener Stab oder Draht 2 von oben her der Welle 17 herbeigeführt werden. Hierdurch und in das Glasrohr 1 eingeführt (Fig. 1 b) und mit seinem infolge des Vorhandenseins der Kupplungsstücke 24, Ende 6 in einer der Scheibe 6 nahezu entsprechenden 25, 26 wird die Welle 18 gleichfalls etwas gedreht.

Die Zangenteile 4 und 16 werden dabei entgegen der Wirkung einer Zugfeder 23 auseinander bewegt. Nach dem Aufsetzen eines Glasrohres auf das Halterungsorgan 3 wird der Nocken 21 wieder herabbewegt, und die Zange wird infolge der Wirkung der Feder 23 geschlossen, wobei sie ein Rohr an drei in der Längsrichtung dieses Rohres liegenden Stellen einklemmt und auf eine für jedes Rohr gleiche Weise zentriert.

Der im Körper 11 verschiebbare Stift 5 hat an seinem oberen Ende eine Aussparung 27 zum zentrierten Unterstützen eines an seinem Ende mit einer dünnen Scheibe versehenen Stabes oder Drahtes und ist weiterhin mit einer mittleren Bohrung 28 versehen. Der Stift 5 kann auf nicht näher dargestellte Weise über einen kleinen Abstand programmäßig gesenkt werden, wobei der Anschluß der Bohrung 28 an ein im übrigen gleichfalls nicht dargestelltes Leitungensystem derart eingerichtet ist, daß während der Periode, in der der Stift 5 sich in seiner unteren Lage befindet, durch diese Bohrung hindurch der oberen Seite 27 ein reduzierendes Gas zugeführt wird. Der Stift 5 kann samt dem Körper 11 rotieren, da das untere und obere Ende der Feder 48 am Stift 5 bzw. am Körper 11 befestigt ist.

Um einen mit seinem flachen Ende in' die Aussparung 27 gesetzten Stab oder Draht an seinem anderen Ende zentriert festzuhalten, ist ein wegklappbarer Arm 29 vorgesehen, der um eine Welle 32 schwenkbar und mit einem Unterstützungsblock 30 und einer Blattfeder 31 versehen ist. Die Bewegung des Armes 29 wird derart gesteuert, daß die durch eine gestrichelte und eine vollausgezogene Linie angedeuteten Lagen des Armes 29 die äußersten Lagen sind, in die dieser Arm bewegt werden kann. Die Bauart ist weiterhin derart, daß der Arm 29 bei seiner Bewegung in die untere Lage den Stab oder Draht 2 nur zentriert, während die Blattfeder 31 den Stab oder Draht 2 mit einer durch die Blattfeder bedingten Kraft in die Aussparung 27 des Stiftes 5 drückt. Durch diese Maßnahme wird die Massenwirkung des Armes 29 bei seiner herabschwenkenden Bewegung auf das Ende des Stabes oder Drahtes nahezu behoben. Es hat sich weiterhin ergeben, daß, wenn das Glasrohr und der Stab oder Draht in Drehung versetzt werden, es nicht notwendig ist, den Unter-Stützungsblock 30 mitdrehen zu lassen. Die Kraft, mit der die Blattfeder 31 den Stab oder Draht in der Zentrieröffnung 27 gedrückt hält, ist nämlich so gering, daß die durch das Rotieren des Stabes oder Drahtes an der Stelle des Kontaktes zwischen der stillstehenden Blattfeder und dem rotierenden Stab oder Draht auftretende Reibung als vernachlässigbar zu betrachten ist.

Schließlich ist in den Fig. 3 und 4 eine Vorrichtung dargestellt, die mit mehreren vorstehend beschriebenen Anschmelzköpfen versehen ist. Die Vorrichtung ist als Karussell ausgebildet, bei dem sämtliche Anschmelzköpfe 36 auf nur einem Teilkreis liegen. Die Anschmelzköpfe befinden sich auf einem Drehtisch 35, der auf nicht näher dargestellte Weise gegenüber dem Gestell 50 stufenweise rotieren kann.

Weiterhin sind eine Anzahl Arme 29 vorgesehen, von denen drei in Fig. 3 dargestellt sind. Zu jedem Anschmelzkopf 36, gehört ein Arm 29. Die Arme befinden sich normalerweise in einer ungefähr waagerechten Lage und ruhen dabei mit ihrem Ende auf dem oberen Ende des Stabes oder Drahtes in jedem Anschmelzkopf. Die Arme können je heraufgeklappt werden infolge des Vorhandenseins eines mit dem Arm 29 starr verbundenen Hebels 54, der um einen Punkt 53 schwenkbar und mit einer Rolle 55 versehen ist. Über die Nockenrollenbahn 37 rollend, wird infolge der Neigung dieser Bahn der Arm 29 jedes Anschmelzkopfes in die gewünschte Lage geführt. Am Umfang des Drehtisches 35 ist weiterhin ein über die Bodenplatte 51 mit dem Gestell 50 fest verbundenes Segment 52 angebracht, auf dem eine Anzahl Brenner 49 montiert sind. Über den von diesem Segment umgebenen Teil des Umfanges des Karussells können Brenner 49 den Anschmelzköpfen während der Periode, in der der Tisch 35 nicht gedreht wird, Wärme zuführen.

Die ganze vorerwähnte Vorrichtung ist an eine Führungsbahn 38 angeschlossen, in der mit Zähnen 40 versehene Transporthalter 39 (Fig. 5) zugeführt und abgeführt werden können. Die Halter weisen mehrere Öffnungen auf zum aufrechten Einsetzen und Befördern von an sich geraden Stäben oder Drähten, und die an ihren Seitenfianken angebrachten Zähne sind derart eingerichtet, daß die Anzahl Zähne der Anzahl Öffnungen in einem Halter entspricht. Ein antreibender Sperrklinkenmechanismus kann die auf die Führungsbahn 38 gesetzten Halter derart verschieben, daß jedesmal, wenn das Karussell eine Position weitergedreht wird, die Halter gleichfalls um einen Zahn weiterschieben. Synchronisiert mit der Transportbewegung dieser Halter sind Übernahmeorgane vorgesehen. Das Organ 43 dient zum Herausnehmen der Drähte aus den Haltern und zum Bewegen dieser Drähte gemäß der Strecke 47 zu den Anschmelzköpfen, während das Herausnehmen des fertiggestellten Erzeugnisses aus der Maschine und dessen Einsetzen in einen Halter längs der Strecke 46 mittels des Organs 44 durchgeführt wird. Gleichfalls synchronisiert mit der Drehbewegung des Karussells ist ein Organ 42 zum Zuführen von Glasrohren zu den Anschmelzköpfen vorgesehen. Schließlich ist noch ein Organ 45 vorhanden, mittels dessen die Anschmelzköpfe abgetastet werden, um zu prüfen, ob sich noch bestimmte Einzelteile in den Anschmelzköpfen befinden im Augenblick, in dem die Stelle, an der das Organ 44 die Erzeugnisse aus der Maschine herausnimmt, von den Anschmelzköpfen passiert ist. Falls Einzelteile in den Köpfen zurückgeblieben sind, wird vom Organ 45 auf elektromagnetische Weise eine Sperrvorrichtung derart gesteuert, daß einem Anschmelzkopf, in dem noch Einzelteile zurückgeblieben sind, bei der Position, wo das Organ 42 wirksam ist, kein Glas zugeführt wird, und bei der Position, wo das Organ 43 wirksam ist, gleichfalls kein Stab oder Draht zugeführt wird.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zum maschinellen Zusammensetzen von Kathodenteilen von Kristalldioden, bei dem ein Rohr aus Glas od. dgl. auf ein Halterungsorgan gesetzt und dabei in einer Zange zentriert wird, ein am Ende mit einer Scheibe versehener Stab oder Draht von oben her in das Rohr eingeführt wird, mit seinem flachen Ende auf einen aus dem Halterungsorgan ragenden, mit einer zentralen Bohrung versehenen Stift gesetzt wird und dabei an seinem anderen Ende derart gestützt wird, daß er nahezu in der Mitte des

Glasrohres zu liegen kommt und die obere öffnung der Bohrung verschließt, worauf das Rohr und der Stab oder Draht in Drehung versetzt werden und das Rohr dann an einem Ende mit dem Stab oder Draht verschmolzen wird, dadurch gekennzeichnet, daß, nachdem das Anschmelzen stattgefunden hat, der Stift in bezug auf das Halterungsorgan derart über einen kleinen Abstand gesenkt wird, daß die obere öffnung der Bohrung frei kommt von der Scheibe des Stabes oder Drahtes und darauf durch diese Bohrung hindurch dem dann an einer Seite eingeschmolzenen Kolben ein reduzierendes Gas zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der letzten Anschmelzphase vor der Zuführung des reduzierenden Gases der Stift in bezug auf das Halterungsorgan derart über einen kleinen Abstand gesenkt wird, daß der eingeschmolzene Draht oder Stab der Bewegung so folgen kann, daß die Öffnung der Bohrung verschlossen bleibt.

3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, welche aus einem drehbaren Kopf mit einem Halterungsorgan und einer Zange zum zentrierten Haltern eines Rohres aus Glas od. dgl. besteht, und bei der der Kopf weiter einen aus dem Halterungsorgan ragenden hohlen, an eine Gaszuführung anschließbaren Stift und eine oberhalb des Stiftes vorhandene Führung zum Fixieren eines in der Mitte des Rohres einzuschmelzenden Stabes oder Drahtes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf zu einer auf einem Teilkreis liegenden Serie von Köpfen gehört, daß weiter der zu jedem Kopf gehörende Stift in bezug auf das Halterungsorgan des Kopfes verschiebbar ist und an seiner oberen Seite eine Aussparung aufweist, welche zeitweise eine Lagerungsstelle für die Scheibe des von oben her in das Rohr einzuführenden Stabes oder Drahtes bildet, und daß weiter Mittel vorgesehen sind zum derart programmäßigen Senken des Stiftes in dem Halterungsorgan nach dem Anschmelzen, daß die Bohrung im Stift von der Scheibe des Drahtes frei kommt und ein reduzierendes Gas an einer Seite des angeschmolzenen Kolbens zugeführt werden kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum programmäßigen Senken des Stiftes gegenüber dem Halterungsorgan derart eingerichtet sind, daß bereits während der letzten Anschmelzphase und vor dem Reduzieren der Stift etwas absinken kann und, nachdem die Anschmelzung durchgeführt ist, der Stift nochmals über einen kleinen Abstand gesenkt werden kann.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentanmeldung N1484 VIII c/21 g (bekanntgemacht am 26. 4.1951);

französische Patentschrift Nr. 1167 971.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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