DE1927796A1

DE1927796A1 - Gasket joint assembly and method for making same

Info

Publication number: DE1927796A1
Application number: DE19691927796
Authority: DE
Inventors: Fridrich Elmer George
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1968-06-06
Filing date: 1969-05-31
Publication date: 1970-07-02
Also published as: GB1228529A; BE733313A; US3582704A; DE1927796B2; FR2011903A1

Description

Dr. rer. ηαΐ. Horst SchülerDr. rer. ηαΐ. Horst pupil PATENTANWALTPATENT ADVOCATE

6Frankfurt/Main 1, den 29. Mai 1969 NiddastraBe 526Frankfurt / Main 1, May 29, 1969 NiddastraBe 52

Telefon (0611) 237220 Postscheck-Konto: 282420 Frankfurt/M.Telephone (0611) 237220 Postscheck-Account: 282420 Frankfurt / M.

Bank-Konto: 523/3168 Deutsche Bank AG, Frankfurt/M.Bank account: 523/3168 Deutsche Bank AG, Frankfurt / M.

llll-LD-4487III-LD-4487

GENERAL ELECTRIC COMPANYGENERAL ELECTRIC COMPANY

1 River Road Schenectady, N.Y./U.S.A.1 River Road Schenectady, N.Y./U.S.A.

Dichtüngsverbindungsanordnung und Verfahren zu ihrerDichtüngsverbindungsanordnung and method for their

HerstellungManufacturing

Die Erfindung betrifft Dichtungsverbindungsanordnungen mit Folien oder Bändern zur Einführung in glasartige Hüllen aus Glas oder Quarz bei der Herstellung von Lampen.The invention relates to sealing connection assemblies with Films or tapes for insertion into vitreous envelopes made of glass or quartz in the manufacture of lamps.

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Die für die Erweichung von Quarz benötigte hohe Temperatur beschränkt in der Praxis die Wahl der zur Einführung durch eine Dichtungsstelle verfügbaren Metalle auf Molybdän und Wolfram, welche beide Ausdehnungskoeffizienten besitzen, die viel größer sind als der Ausdehnungskoeffizient von Quarz. Um die Ausbildung von Rissen in dem Quarz bei der Abkühlung zu vermeiden, wird der Leiter mindestens im Bereich der hermetisch dichtenden Stelle als dünnes Band oder Folie ausgebildet. Der Folienteil spannt sich ohne zu reißen wenn sich das Quarz abkühlt, und die Ausbildung von Rissen oder das Abblättern des Quarzes wird vermieden.The high temperature required to soften quartz is limited in practice the choice of metals available for introduction through a sealing point on molybdenum and tungsten, which both have coefficients of expansion that are much larger are considered to be the coefficient of expansion of quartz. About the training To avoid cracks in the quartz during cooling, the conductor is considered to be at least in the area of the hermetically sealed point formed thin tape or foil. The foil part tensions itself without tearing when the quartz cools down, and the training cracks or peeling of the quartz is avoided.

Zur zuverlässigen Abdichtung ist für die Folie ein Mindestverhältnis von 100 : 1 zwischen der Breite und der Dicke notwendig, und dickere Folien sollten sich zu den Rändern hin unter einem Winkel verjüngen, der 5° nicht überschreitet. Folien mit einem solchen Querschnitt können durch Walzen oder durch Ätzen erhalten werden. In Längsrichtung gewalzte Zuleitungsdrähte aus einem Stück aus Molybdän werden in dem US Patent 2 667 595 beschrieben und sind besonders geeignet für niedrigere Ströme. Für höhere Ströme oder in den Fällen, in denen schwerere Elektroden während des Verfahrens zur Herstellung der Dichtung durch die Folien gehaltert werden müssen, werden geätzte Folien vorgezogen. Ein Leiter wird als Zuleitung an ein Ende der geätzten Folie angeschweißt und eine Elektrode oder ein Haltedraht für die Elektrode werden an das andere Ende angeschweißt.A minimum ratio is required for the film for reliable sealing of 100: 1 between the width and the thickness is necessary, and thicker foils should extend towards the edges under one Taper the angle not exceeding 5 °. Films with such a cross section can be obtained by rolling or by etching will. One-piece molybdenum leadwires rolled in the longitudinal direction are described in US Pat. No. 2,667,595 and are particularly suitable for lower currents. For higher currents or in cases where heavier electrodes during of the process for producing the seal supported by the foils etched foils are preferred. A conductor is welded to one end of the etched foil as a lead and an electrode or a holding wire for the electrode is welded to the other end.

Beim Anschweißen von Leitern an dünne Folien wird häufig die Folie durchgebrannt und man erhält eine schadhafte Schweißstelle. Ebenso wird die Kapazität der Kombination zur Fortleitung des Stromes durch die Kapazität der unmittelbar der Schweißstelle benachbarten dünnen Folie begrenzt. Das Ziel der Erfindung ist es, eine Lösung für diese Probleme zu geben.When welding conductors to thin foils, the foil is often burned through and a defective weld is obtained. Likewise, the capacity of the combination for conducting the current through the capacity of the directly of the welding point adjacent thin film limited. The aim of the invention is to give a solution to these problems.

Erfindungsgemäß werden geätzte Folien verwendet, die in einer solchen Weise geätzt wurden, daß an jedem Ende ein dickerer Bereich übrigbleibt, an den die Zuleitung und die Elektrodenleitung angeschweißt werden. Dies kann bequem dadurch erreicht werden, daß an jedem Ende der Folie Schutzmittel vorgesehen werden,According to the invention, etched foils are used in a have been etched in such a way that a thicker area remains at each end to which the lead and the electrode lead be welded on. This can be conveniently achieved by providing protective means at each end of the film,

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die die ausgewählten Bereiche vor der Einwirkung des Elektrolyten schützen. Das elektrolytische Ätzen in einer Alkalilösung liefert rundherum dann abgeflachte Ränder, läßt jedoch dickere Bereiche oder Plateaus unter den Befestigungsbügeln, d. h. den abgedeckten Stellen, zurück. Die Zuleitung und die Elektrodenleiter können an diese dickeren Bereiche leicht angeschweißt werden, ohne irgendwelche Notwendigkeit für zusätzliche Verstärkungsstücke, um die Dicke zu vergrößern und das Schweißen zu fördern oder die Stromleitungskapazität zu erhöhen.covering the selected areas prior to exposure to the electrolyte protection. Electrolytic etching in an alkali solution then provides flattened edges all around, but leaves thicker areas or plateaus under the mounting brackets, d. H. the covered Put back. The lead and the electrode leads can easily be welded to these thicker areas, without any need for additional reinforcement pieces to increase thickness and promote welding or to increase the power line capacity.

Bei einer bevorzugten Anordnung aus Zuleitung-Folie-Elektrode zur abgedichteten Einführung in eine Quarzhülle durch Quetschdichtung sind die der Folie zugewandten Enden der Zuleitung und der Elektrode spatenförmig ausgebildet und passen auf die dickeren Bereiche an den Folien, an die sie angeschweißt werden. Dies gewährleistet eine maximale Stärke und Stronileitungskapazität und vermeidet, daß Abschnitte der Folie seitlich benachbart zu den Schweißstellen in den Quarz hineinragen, welche zu dick oder zur Verbindung mit dem Quarz nicht ausreichend abgeflacht sind.In a preferred arrangement of lead-foil-electrode for sealed introduction into a quartz casing by means of a pinch seal the ends of the lead and the electrode facing the film are spade-shaped and fit onto the thicker areas on the foils to which they are welded. This ensures maximum strength and power line capacity and prevents portions of the film from projecting into the quartz laterally adjacent to the welds, which too thick or not sufficiently flattened to bond with the quartz are.

Fig. 1 zeigt in teilweise schematischer Form eine Vorrichtung zum elektrolytischen Ätzen von Folien gemäß der Erfindung.Fig. 1 shows a device in partially schematic form for electrolytic etching of foils according to the invention.

Die Fig. 2a, e und c sind jeweils eine Draufsicht, ein Längsschnitt und ein Querschnitt einer erfindungsgemäßen geätzten -Folie, wobei die Dicke zur leichteren Darstellung übertrieben gezeigt wird. Die Schnitte laufen längs der angedeuteten Linien.2a, e and c are each a plan view, a longitudinal section and a cross-section of an etched sheet of the invention, with the thickness for ease of illustration is shown exaggerated. The cuts run along the lines indicated.

Die Fig. 3a und 3b zeigen in Draufsicht bzw. Seitenansicht eine zusammengeschweißte Anordnung von Zuleitung, Folie und Elektrode.3a and 3b show in plan view and side view, respectively, a welded together arrangement of supply line, film and Electrode.

Die Fig. 4 zeigt eine komplette Gasentladungslampe mit Quetschdichtungen, welche geätzte Folien gemäß der Erfindung verwenden. 4 shows a complete gas discharge lamp with pinch seals, using etched foils according to the invention.

Es folgt eine Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform und des Verfahrens. Eine Quetschdichtung mit einer Stromleitungs-The following is a description of the preferred embodiment and method. A press seal with a power line

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kapazität von 50 A verwendet als Ausgangsmaterial eine Molybdänfolie mit einer Dicke von 0,17 mm (0,0065 Zoll), einer Breite von 19 mm (0,75 Zoll) und einer Länge von 25 mm (1 Zoll). Gemäß der Erfindung wird die Folie elektrolytisch geätzt, um abgeflachte Ränder und dickere Schweißbereiche an beiden Enden zu erhalten. Dies kann mit dem in der Fig. 1 abgebildeten Gerät durchgeführt werden. Die Folie 1 wird zwischen die Schenkel einer federnden MetallHammer oder eines Halters 2 eingefügt, dessen untere Ausläufer mit dicken, isolierenden Überzügen oder Abschirmungen 3 aus flexiblem und elastisch verformbarem Kunststoff material, geeignet ist Polyäthylen, bedeckt sind. Die Kunst-,stoffabschirmungen 3 sind auf der Innenseite nahe ihren unteren Bereichen geschlitzt, so daß die Molybdänfolie so weit eingeführt werden kann, daß der Rand der Folie 1 mit der Klammer 2 in Berührung steht. Die Kunststoffabschirmungen 3 schützen die Teile der Folie 1, welche in die Schlitze hineinragen, und die Enden der Klammer 2 vor der Einwirkung des Elektrolyten. Die andere Elektrode besteht aus einem ringförmigen Kupferband 4, welches durch einen Kupferleiter 5 gehalten wird, an den die elektrischen Anschlüsse geführt sind. Das Molybdänband 1 und die Ring - elektrode 4 werden in einem Becken 6, das mit dem Elektrolyt, geeigneterweise einer 20 %igen Lösung von Natriumhydroxid, gefüllt ist, in der gleichen Ebene gehalten.capacity of 50 A uses a molybdenum foil as the starting material 0.17 mm (0.0065 inch) thick, 19 mm (0.75 inch) wide, and 25 mm (1 inch) long. According to According to the invention, the foil is electrolytically etched to be flattened Get ridges and thicker weld areas on both ends. This can be done with the device shown in FIG be performed. The film 1 is inserted between the legs of a resilient metal hammer or a holder 2, the lower runners with thick, insulating coatings or shields 3 made of flexible and elastically deformable plastic material, suitable is polyethylene, are covered. The plastic, fabric shields 3 are slotted on the inside near their lower areas, so that the molybdenum foil is inserted so far it can be that the edge of the film 1 is in contact with the clamp 2. The plastic shields 3 protect the Parts of the film 1, which protrude into the slots, and the Ends of the clamp 2 before the action of the electrolyte. The other electrode consists of a ring-shaped copper band 4, which is held by a copper conductor 5 to which the electrical connections are made. The molybdenum band 1 and the ring electrode 4 are placed in a basin 6 which is filled with the electrolyte, suitably a 20% solution of sodium hydroxide, is filled, held in the same plane.

Die Verwendung von Wechselstrom zur Ätzung wird bevorzugt, und für die dargestellte Foliengröße ist ein Strom von etwa 25 bis 50 A geeignet. Die Ätzung erfolgt am schnellsten an den Rändern und erreicht ein Maximum an den Ecken des Bandes. Dies bewirkt, daß die Ecken abgerundet werden und die Ränder abgeflacht werden, wie in den Fig. 2a und 2c dargestellt. Die Ätzung findet jedoch überall außer an den in die Abschirmungen 3 eingeführten Bereiche statt, in denen der Elektrolyt keinen Zugang zu der Folie 1 hat. Dies führt zu dickeren Bereichen oder Plateaus 8, 9 an beiden Enden der Folie, welche auf der ursprünglichen Dicke von 0,17 mm (0,0065 Zoll) bleiben. Von den dickeren Bereichen aus geht die Dicke allmählich auf die der Folie zurück. Längs der mittleren Linie der Folie kann die Dicke in dem mittleren Teil etwa dieThe use of alternating current for the etch is preferred and for the foil size shown a current is from about 25 to 50 A suitable. The etching occurs fastest at the edges and reaches a maximum at the corners of the tape. This causes, that the corners are rounded and the edges are flattened, as shown in Figs. 2a and 2c. However, the etching takes place everywhere except in the areas introduced into the shields 3 in which the electrolyte has no access to the foil 1. This leads to thicker areas or plateaus 8, 9 at both ends of the film, which on the original thickness of 0.17 mm (0.0065 inch) stay. From the thicker areas, the thickness gradually decreases to that of the film. Along the middle The line of the foil can be about the thickness in the middle part

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Hälfte von der der dickeren Bereiche, wie in Fig. 2 dargestellt, betragen. Wenn die ursprüngliche Dicke 0,17 mm (0,0065 Zoll) betrug, kann die Dicke längs der mittleren Linie nach dem Ätzen etwa 0,09 mm (0,0035 Zoll) sein. Die Dicke geht im wesentlichen an den Enden auf Null zurück, außer an den Schultern 10 der dickeren Bereiche 8, 9, in denen die ursprüngliche Foliendicke ungeändert bleibt.Half that of the thicker areas as shown in FIG. If the original thickness 0.17mm (0.0065 inch) the thickness along the center line after etching can be about 0.09 mm (0.0035 inches). The thickness goes essentially back to zero at the ends, except at the shoulders 10 of the thicker areas 8, 9, in which the original film thickness remains unchanged.

Das erfindungsgemäße Ätzverfahren führt zu einem Verlauf der Folienstärke in den Übergangsbereichen 8», 9* zu den Schweißplateaus 8, 9, was die Stromleitungskapazität steigert. Bei Folien, die diese Eigenschaft nicht aufweisen, findet die übermäßige Erhitzung in diesem Bereich unmittelbar um die Schweißstellen herum statt, und dadurch wird die Grenze für die Stromführungskapazität der Folie bestimmt. Der Verlauf der Folienstärke zu den Schweißplateaus der Folien, welche gemäß der Erfindung hergestellt wurden, bedeutet, daß die Grenze für die Stromkapazität durch die Erhitzung auf allen Teilen der Folie bestimmt wird. Die Gesamterhitzung wird bestimmt durch die Querschnittsfläche, so daß die Stromleitungskapazität mehrfach gesteigert wird.The etching process according to the invention leads to a course of the Foil thickness in the transition areas 8 », 9 * to the welding plateaus 8, 9, which increases the power line capacity. In the case of foils that do not have this property, the excessive Heating takes place in this area immediately around the welds, and this sets the limit for the current carrying capacity determined by the film. The course of the film thickness to the welding plateaus of the films, which according to the invention means that the limit for the current capacity is due to the heating on all parts of the film is determined. The total heating is determined by the cross-sectional area, so that the conduction capacitance several times is increased.

Die Fig. 3a und 3b veranschaulichen eine Zuleitungsanordnung, welche die erfindungsgemäße geätzte Molybdänfolie 1 zwischen einem stabähnlichen Zuleitungsleiter 11 aus Molybdän und einer stabähnlichen Wolframelektrode 12 verwendet. Sowohl die Zuleitung 11 als auch die Elektrode 12 sind verbreitert oder abgeplattet bei 11a, 12a, was zu spatenförmigen Enden an den der Folie 1 zugewandten Stelle führt. Geeigneterweise wird dies nicht im Gesenkschmiedeverfahren durchgeführt. Die spatenförmigen Enden sind angepaßt an die dickeren Bereiche 8, 9 an dem Folienende und haben im wesentlichen gleiche Flächen wie diese. Daher gibt es nach dem Schweißen keine Folienabschnitte, die seitlich aus den Schweißbereichen herausragen, wie an den Schultern 10, welche nicht geätzt oder nicht abgeflacht sind und welche sich nicht richtig verbinden würden und schwache Stellen in dem Quarz erzeugen würden.3a and 3b illustrate a lead arrangement which the etched molybdenum foil 1 according to the invention between a rod-like lead conductor 11 made of molybdenum and a rod-like tungsten electrode 12 are used. Both the supply line 11 as well as the electrode 12 are widened or flattened at 11a, 12a, resulting in spade-shaped ends at the Slide 1 leads to the point facing. Suitably this is not done by drop forging. The spade-shaped Ends are adapted to the thicker areas 8, 9 at the end of the film and have essentially the same areas as these. Therefore, after welding, there are no film sections that protrude laterally from the welding areas, as on the Shoulders 10 which are not etched or not flattened and which would not connect properly and are weak Would create spots in the quartz.

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Um das Schweißen zu fördern, werden die spatenförmigen Enden und die dickeren Bereiche in der Folie zuerst mit einer Aufschlämmung von Wolfram-, Molybdän- und Rheniinnpulver beschichtet und in Wasserstoffatmosphäre gebrannt. Die Teile werden dann zusammengepreßt und elektrisch geschweißt. Die Dicke der spatenförmigen Enden ist nicht kritisch, weil sie nicht einen Teil der Abdichtungsstelle mit dem Quarz bilden, und eine Stärke von 0,25 mm (0,010 Zoll) ist geeignet. In dem Fig. 2b, 2c und 3b ist die Dicke der Folie zum Zwecke der Darstellung stark übertrieben. Die Kombination der spatenförmigen Enden auf der Zuleitung und der Elektrode, welche an die dickeren·, nicht geätzten Bereiche der Folie angepaßt sind, erzielt ein Maximum an mechanischer Stärke und Stromführungskapazität. Gleichzeitig wird eine schwache Stelle in dem Quarz in Folge seitlich herausragender nicht abgeflachter Abschnitte, die nicht zu einer Verbindung fähig sind, vermieden.To promote welding, the spade-shaped ends are made and the thicker areas in the film first with a slurry coated with tungsten, molybdenum and rhenium powder and fired in a hydrogen atmosphere. The parts are then pressed together and electrically welded. The thickness of the Spade-shaped ends are not critical because they do not form part of the seal with the quartz and provide strength 0.25 mm (0.010 inches) is suitable. In Figures 2b, 2c and 3b, the thickness of the film is thick for purposes of illustration exaggerated. The combination of the spade-shaped ends on the Lead and the electrode, which are attached to the thicker ·, not etched Areas of the foil are adapted, achieves a maximum of mechanical strength and current-carrying capacity. Simultaneously becomes a weak point in the quartz as a result of laterally protruding non-flattened sections that do not become a Connection are able to avoid.

Fig. 4 stellt eine kompakte Strahlungsquellemlampe 13 hoher Intensität dar mit einer dickwandigen Quarzihülle 14, welche eine ionisierbare Füllung, wie beispielsweise Indiumiodid, enthält. An den Punkten 15 bzw. 16 sind erfindungsgemäße Dichtungsanordnungen mit geätzter Folie in einer Quetschdichtung in die Enden der Hülle 14 eingefüihrt und tragen die Anode 17 bzw. die Kathode 18. Die Verwendung von erfindungsgemäßen geätzten Folien in den zuvor angegebenen Abmessungen erlaubt Ströme bis zu 50 A ohne Überhitzung der Dichtungsstellen. Fig. 4 depicts a compact radiation source lamp 13 higher Intensity is represented by a thick-walled quartz shell 14, which has an ionizable filling, such as indium iodide, contains. At points 15 and 16, respectively, are according to the invention Seal assemblies with etched foil inserted in a pinch seal into the ends of the sheath 14 and support the Anode 17 and the cathode 18. The use of the invention Etched foils in the dimensions given above allow currents of up to 50 A without overheating the sealing points.

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Claims

PATENT APPLICATIONS

Arrangement of supply line, foil and electrode for tight introduction into a glass-like envelope containing a metal supply line, comprises a thin metal foil and a metal electrode, characterized in that the foil (1) with the exception of thickened areas (8, 9) on opposite sides Ends, which have a gradual transition to the thickness of the subsequent film, everywhere is etched and has flattened edges, and that the lead (13) and the electrode (12) both attach to the foil have subsequent spade-shaped ends, the thicker ones Areas (8, 9) at the end of the film (1) with the spade-shaped Ends coincide and have substantially the same shape and size and the spade-shaped ends with the areas (8, 9) of the film (1) are welded.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the protruding at the ends of the film (1) thicker areas (8, 9) at the ends of the film (1) without film sections on the shoulders (10) which are not flattened and incapable of bonding with the vitreous material.

3. Arrangement according to claim 1, characterized that the supply line (11) consists of refractory metal, the foil (1) consists of molybdenum and the Electrode (12) consists of tungsten.

4. A method for producing the arrangement according to claim 1 for tight introduction into vitreous material, thereby characterized in that a molybdenum foil (1) is electrolytically etched, a region at each end of the foil (1) being shielded from the electrolyte, in order to be flattened Create edges around the film (1) and thicker areas (8, 9) at the ends, which gradually increase in thickness pass over the film, and that the conductors (11, 12) to this

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- 8 thickened areas to be welded.

5. The method according to claim 4, characterized in that. that conductors which have flattened ends adapted to the thickened areas (8 "9) are welded congruently with these thickened areas (8, 9).

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