DE2122489A1

DE2122489A1 - Verfahren zum Herstellen eines Honigwabenaufbaues und nach diesem Verfahren hergestelltes Erzeugnis

Info

Publication number: DE2122489A1
Application number: DE19712122489
Authority: DE
Inventors: William B. Royal Oak; Niedermiller Herbert C Warren; Deradoorian Bagdasar Detroit; Mich. Colson (V.St.A.). AOIk 79-02
Original assignee: Bendix Corp
Current assignee: Bendix Corp
Priority date: 1970-05-07
Filing date: 1971-05-06
Publication date: 1971-11-25
Also published as: JPS5245728B1; CA926626A; US3679384A; NL7106281A; GB1317837A; FR2088405B1; FR2088405A1

Description

PotenfoBwälf*

Pf- /ng. H. H_audt

The Bendix Corporation

Executive Offices

Bendix Center 6. Mai I97I

Southfield,Mich.48075,USA Anwaltsakte M-1568

Verfahren zum Herstellen eines Honigwabenaufbaues und nach diesem Verfahren hergestelltes Erzeugnis

Die Erfindung bezieht sich auf einen -Honigwabenaufbau aus einer Vielzahl von einander parallelen, hohlen Röhren und betrifft ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines derartigen Honigwabenaufbaues und das nach diesem Verfahren hergestellte Erzeugnis.

Der hierin verwendete Ausdruck "Honigwabenaufbau" soll eine Vielzahl von röhrenähnlichen Bauteilen bezeichnen, die zu einem Stapel angeordnet und miteinander verbunden sind.

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Die röhrenähnlichen Bauteile können irgendeinen vorgegebenen Außendurchmesser besitzen und brauchen keine vorbestimmte Querschnittsform aufzuweisen. Zusätzlich können, falls dies gewünscht wird, in dem gleichen Stapel Röhren mit den unterschiedlichsten Außendurchmessern Verwendung finden.

Honigwabenstrukturen sind von großer Bedeutung als Grundbauelement für Elektronenvervielfacher. Sie finden jedoch unter anderem auch Anwendung für Filter für Fluide, Gaskollimatoren, Strömungsregulatoren, Flüssigkeitswiderstände und chromatographische Trenneinrichtungen.

Wird ein Honigwabenaufbau für die elektronische Vervielfachung verwendet, so wird derselbe zwischen einer Kathode und einer Anode in einer evakuierten Kammer angeordnet. Die Innenwände der Kanäle des Honigwabenaufbaues werden dabei mit einem Material überzogen, das zur. Erzeugen der Sekundärelektronenemission geeignet ist. Durch ein Beschleunigungsfeld, das sich zur Anode hin erstreckt, werden die Elektronen von der Kathode in die Kanäle des Honigwabenaufbaues gelenkt. Diese Elektronen treffen die Innenwandungen der Kanäle dieses Honigwabenaufbaues und verursachen die Emission der Sekundärelektronen, die durch das genannte Feld zur Anode hin beschleunigt werden. Wenn diese emittierten Elektronen länge der Kanäle wandern, werden durch nachfolgende Auftreffet 09848/0216

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vorgänge an den Kanalwänden zusätzliche Sekundärelektronen erzeugt. Daher können ein oder mehrere von der Kathode ausjeoandte Elektronen eine große Anzahl von Sekundärelektronen in den Kanälen des Honigwabenaufbaues erzeugen.

Damit der Honigwabenaufbau einen leistungsfähigen Elektronenvervielfacher abgibt, ist es wichtig, daß dieser Aufbau bestimmte Charakteristiken aufweist. Beispielsweise sollte der Aufbau minimale Zwischenräume zwischen einander benachbarten Kanälen besitzen. Wenn Zwischenräume vorhanden sind, können nämlich von der Kathode ausgesandte Elektronen in diesen Zwischenräumen verlorengehen, so daß diese Elektronen nicht wieder in die Kanäle gelangen, in denen die elektronische Vervielfachung vor sich geht₀ Damit so viele Elektronen wie nur möglich in die Kanäle des Honigwabenaufbaues gelangen, ist es wünschenswert, daß das Verhältnis z\»;ischen der Kanalquerschnittsfläche und der G-esarntquerschnittsfläche des Wabenaufbaues so groß wie möglich ist. Dieses Verhältnis wird in der einschlägigen Technik allgemein als das Freiflächenverhältnis des Elektronenvervielfachers bezeichnet. Zusätzlich sollen die Kanäle für eine wirkungsvolle Elektronenvervielfachung in Bezug auf ihren Umfang, ihre Länge und Querschnittsform durch den gesamten Honigwabenaufbau hindurch ganz gleichförmig ausgebildet sein, so daß für alle Abschnitte des Honigwabenaufbaues der G-rad der Elektronenvervielfa-

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chung gleichförmig groß ist, Es ist wichtig, daß der Honigwabenaufbau steif und fest ist und bruchsicher sein muß.

In der vorliegenden Anmeldung wird zwischen den Ausdrücken "Röhre" und "Kanäle" unterschieden. Der Ausdruck "Röhre" wird hier zur Beschreibung der Röhrenförmigen Bauteile verwendet, die nachfolgend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Figuren 1-3 beschrieben werden. Eine Vielzahl derartiger Röhren wird dabei unter gegenseitige:pBerührung Seite an Seite nebeneinander angeordnet, um einen Stapel zu bilden. Indem man diesen Stapel gemäß den Verfahrensschritten vorliegender Erfindung behandelt, wird derselbe in einen Honigwabenaufbau, der eine Vielzahl von Kanälen enthält, umgeformt. Mit dem Verfahren werden die Röhren zusammengeschmolzen und dadurch die Zwischenräume zwischen denselben ausgeschaltet, wobei die Röhren in radialer Richtung expandieren und die "Röhren" in "Kanäle" umgewandelt werden. Daher wird eine Röhre eines Stapels, der dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen wurde, dann als "Kanal" bezeichnet.

Die meisten bekannten Verfahren zum Herstellen von Honigwabenstrukturen für Elektronenvervielfacher beginnen damit, daß eine Vielzahl von Glasröhren mit rundem Querschnitt in paralleler Ausrichtung zur Bildung eines Stapels angeordnet werden· Gewöhnlich werden diese Röhren aus einer G-lassorte

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hergestellt, die als "Schmelzglas" "bezeichnet wird. Alternativ dazu können auch Röhren Verwendung finden, die nur eine äußere Schicht aus diesem Schmelzglas aufweisen. Bei einigen Verfahren besitzen die Röhren einen festen Kern, der später durch chemische Einwirkung wie wegätzen entfernt wird, so daß die Röhren dann hohl sind.

Die Verwendung von Röhren mit einem Massivkern zur Herstellung von Honigwabenstrukturen für die Elektronenvervielfacher hat einen großen Eingang in die Technik gefunden, da die durch den Massivkern bewirkte zusätzliche Festigkeit und Absteifung das Schneiden, Schleifen und Polieren der fertiggestellten Honigwabenstruktur ohne Beschädigung derselben erleichtern. Der Massivkern wird dabei aus ätzbarem Glas oder ätzbarem Metall hergestellt, das nachfolgend durch einen chemischen Prozeß entfernt wird.

Bei der Verwendung von Massivkernröhren wurde gefunden, daß die Zwischenräume in dem Stapel dadurch ausgeschaltet und das Freiflächenverhältnis verbessert werden kann, indem man die Außenseite des Röhrenstapels erhitzt und auf diese Außenseite einen Druck aufbringt, so daß die Röhren enger aneinander gerückt werden, wodurch sich die Zwischenräume zwischen diesen Röhren schließen. Massivkernröhren haben sich bei diesem Verfahrensschritt als sehr brauchbar erwiesen, da diese Röhren

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bei dem Druckvorgang nicht zusammengedrückt werden« Es war in der Technik auch bekannt, daß das Freiflächenverhältnis auch verbessert werden kann, wenn die Röhren zur Schließung der Zwischenräume zwischen denselben so hergestellt werden, daß sie in radialer Richtung expandieren. Man hat gefunden, daß eine Massivkernröhre mit einem runden Querschnitt sowohl innen als auch außen einen sechseckigen Querschnitt annimmt, wenn derartige Röhren wie oben beschrieben erhitzt und zusammengedrückt werden. Ein Honigwabenaufbau, der aus auf eine derartige V/eise expandierten Röhren gebildet ist, hat ein verbessertes Freiflächenverhältnis.

Ein beträchtlicher Nachteil der Verwendung von Massivkernröhren liegt darin, daß der zum Entfernen des Kernes notwendige Ätzvorgang häufig die Innenwände der Röhren beschädigt und auf diese Weise den Wabenaufbau ernsthaft schwächt. Häufig wird aber auch nicht das gesamte Kernmaterial aus der ) betreffenden Röhre entfernt, was eine rauhe Innenfläche mit Verengungen längs der Röhre ergibt. Dies kann die Leistungsfähigkeit des endgültigen Honigwabenaufbaues als Elektronenvervielfacher stark begrenzen, da die Elektronen nicht durch die genannten Verengungen hindurchgehen. Nicht weniger häufig werden durch den chemischen Ätzprozeß die Röhrenwände geschwächt, was die Festigkeit des Wabenaufbaues herabsetzt. Zusätzlich dazu können sich durch den chemischen Ätzprozeß

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Verunreinigungen auf den Röhrenwänden niederschlagen, die für Elektronenvervielfacherzwecke unerwünscht sind, da dort Röhreninnenwände mit gleichförmiger Sekundäremission gefordert werden. Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Schwierigkeiten durch ein neues Verfahren zum Herstellen des Honigwabenaufbaues, welches keine Massivkerne oder chemischen Ätzprozeße erfordert.

Zur Herstellung von Honigwabenstrukturen sind bisher auch Hohlglasröhren in weitem Umfang verwendet worden. Die Verwendung derartiger Hohlröhren hat Vorteile, da kein chemischer Prozeß zum Entfernen eines Kernes erforderlich wird. Auf diese Weise ist die Innenwandung jeder Röhre glatt und gleichförmiger als "bei einer geätzten Röhre. Die Schwierigkeit, die bisher bei der Herstellung von Honigwabenstrukturen aus derartigen Hohlröhren auftrat , lag darin, die Zwischenräume zwischen den Röhren auszuschalten und das Freiflächenverhältnis zu vergrößern. Dabei wurden Versuche unternommen, den aus den hohlen Glasröhren gebildeten Stapel mechanisch zusammenzupressen und zu erhitzten, jedoch war dieses Verfahren nicht zufriedenstellend, da viele Röhren, insbesondere diejenigen an der Außenseite des Stapels zusammengedrückt wurden. Hinzu kam, daß das Freiflächenverhältnis des Honigwabenaufbaues, auch wenn die Zwischenräume zwischen den Röhren durch den äußeren Druck ausgeschaltet wurden, nicht

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wesentlich erhöht werden konnte. Das Zusammendrücken des Stapels schloß zwar die Zwischenräume, jedoch expandierten die Innenflächen der einzelnen Röhren nicht in radialer Richtung, um das Freiflächenverhältnis zu vergrößern. Wie weiter oben angegeben, ist es jedoch sehr wünschenswert, daß die Innenfläche jeder Röhre sich radial ausweitet und die gleiche Querschnittsform wie die Röhrenaußenfläche annimmt. b Eine vorteilhafte Querschnittsform für die einzelnen Röhren ist die sechseckige Querschnittsform, Eine derartige sechseckige Form erleichtert es, daß die einzelnen Röhren mit minimalen Zwischenräumen zwischen denselben eng aneinander gelegt werden können und einen Honigwabenaufbau bilden, der ein großes Ereiflächenverhältnis besitzt, wie es nachfolgend im einzelnen noch naher erläutert wird. In den letzten Jahren sind starke Anstrengungen unternommen worden, um Honigwabenstrukturen herzustellen, die aus expandierten Röhren

gebildete sechseckige Kanäle aufweisen. i

Bs wurde auch versucht, die Ausschaltung der Zwischenräume und ein größeres Freiflächenverhältnis mit Hohlrähren dadurch zu erreichen, daß gleichzeitig der Stapel erhitzt, ein par~ tielles Vakuum in den Zwischenräumen zwischen den Hohlröhren geschaffen und der Innenraum der Röhren unter Druck gesetzt wird. Diese Technik wurde dazu verwendet, die Größe der Zwischenräume zu reduzieren, jedoch konnte damit nicht das frei-

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flächenverhältniB verbessert werden, weil nut dieser Technik nicht die Innenwandung der einzelnen Röhren seitlich expandiert wurde. Bei diesem Verfahren enthielt dabei der Stapel vor dem Aufheizen, des Erzeugens des Vakuums und des Druekvorganges Hohlröhren von rundem Innen- und Außendurchmesser. Nach dem Durchführen der einzelnen Verfahrensschritte war dann der Außenquerschnitt jeder Röhre sechseckig, der Innenquerschnitt dieser Röhren war jedoch noch rund und im wesentlichen ungeändert. Das beste, was mit diesen bekannten Verfahren im Bestreben, die Zwischenräume zwischen den einzelnen Röhren auszuschalten und ein großes Freiflächenverhältnis zu erreichen, erhalten werden konnte, ist ein Honigwagenaufbau ohne Zwischenräume, der aus Röhren besteht, deren Außenumfang einen sechseckigen Querschnitt und deren Innenumfang einen Rundquerschnitt aufweist. Es wurde schon lange daisch gesucht, Honigwabenstrukturen mit Kanälen zu schaffen, deren Innenquerschnittsform gleich der Außenquerschnittsform ist. Dieses Ziel wurde durch das erfindungsgemäße Verfahren erreicht»

Mit diesem Verfahren zum Herstellen eines Honigwabenaufbaues aus Glasröhren können die Querschnitte der einzelnen Kanäle sowohl in der Größe als auch in der Form gleichförmig gemacht werden, wobei die Zwischenräume zwischen den Kanälen, falls gewünscht, eliminiert werden können. Durch Verwendung von

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hohlen Glasröhren besonderer Ausbildung und durch das Behandeln derselben gemäß den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten ist es möglich, einen Honigwabenaufbau mit hoher Festigkeit und Gleichförmigkeit zu schaffen. Das erfindungsgemäße Verfahren erfordert keine chemischen Atzprozeße, wie sie gewöhnlich bei Festkernröhren erforderlich sind. Indem man die Röhren in einem Stap el anordnet und dieselben den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten unterzieht, v/erden die innerhalb des Stapels auftretenden Oberflächenspannungen verwendet, die zwischenräume zwischen den Röhren auszuschalten und jede Röhre des Stapels radial expandieren zu lassen. Auf diese Weise ist der fertige Honigwabenaufbau frei von Zwischenräumen, während das Freiflächenverhältnis, das für eine wirkungsvolle Elektronenvervielfachung von großer Wichtigkeit ist, beträchtlich erhöht ist.

Es wurde gefunden, daß einlagige Röhren aus den passenden Materialien und mit den entsprechenden Abmessungen extrem empfindlich auf Oberflächenspannungen sind und im Falle, in dem sie gestapelt,erhitzt und gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren behandelt werden, einen Honigwabenaufbau bilden, der sehr vorteilhafte Eigenschaften besitzt. Zusätzlich wurde gefunden, daß mehrlagige Röhren aus den geeigneten Materialien und mit den entsprechenden Abmessungen verwendet wer= den können, um einen Honigwabenaufbau mit den erfindungsg^·

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gemäßen Merkmalen zu bilden, wobei nur eine geringe Abänderung des bei einlagigen Röhren angewendeten Verfahren notwendig ist.

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen "Verfahrens geht man von einer einlagigen oder viellagigen Röhre aus den geeigneten Materialien und mit entsprechenden Abmessungen aus_e Diese Röhre wird dann erhitzt und auf einen willkürlich ausgewählten kleineren Durchmesser gezogen, nachdem die Röhre auf diesen verkleinerten Durchmesser gezogen ist, wird sie in regelmäßigen Abständen Verschnitten, um eine Vielzahl von dünnen geraden Hohlrchren mit rundem Querschnitt zu erzeugen. Diese Röhren werden sich gegenseitig Berühiren^iarallel seitlich nebeneinander hingelegt um einen Stapel zu bilden, der anschließend erhitzt wird. Während des Erhitzens dieses Stapels schließen sich die Zwischenräume zwischen den Röhren aufgrund der Oberflächenspannungen. Gleichzeitig weitet sich der Querschnitt jeder Röhre radial aus, wobei der runde Röhrenquerschnitt in einen sogenannten "Kanal" umgewandelt wird, welcher sowohl innen als auch außen von sechseckigem Querschnitt ist. Diese resultierenden Kanäle mit sechseckigem Querschnitt ergeben ein großes Freiflächenverhältnis. Palis einlagige Röhren verwendet werden und es wünschenswert ist, einen Honigwabenaufbau mit Kanälen von sechseckigem oder viereckigem Querschnitt zu schaffen, ist es während des Er-

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hitzens des Stapels notwendig, ein partielles Vakuum oder einen Unterdruck in den Zwischenräumen zwischen den Röhren des Stapels zu erzeugen, wie es nachfolgend noch näher erläutert wird.

Palis gewünscht kann ein Honigwa"benaufbau mit Kanälen von viereckigem Querschnitt dadurch erhalten werden, daß einen runden Querschnitt aufweisende Röhren des Stapels in einer alternativen Stapelanordnung angeordnet werden. Durch die Erfindung wird auf diese Weise ein einfaches, zweckmäßiges und wirtschaftliches Verfahrens zum Herstellen eines Honigwatenaufbaues mit einem großen Freiflächenverhältnis und keinen Zwischenräumen geschaffen. Mit diesem Verfahren können Honigwabenstrukturen des "beschriebenen Aufbaues hergestellt werden, die beztg.ich der Größe und Form der einzelnen Kanäle ganz gleichmäßig ausgebildet sind, wobei diese G-leichmäßigkeit mit einem minimalen Aufwand pro Einheit reproduzierbar ist. Durch die Erfindung wird die Herstellung eines Honigwabenaufbaues ermöglicht, der glatte innere Kanaloberflächen, keine Zwischenräume und Kanäle von ganz gleichmassiger Abmessung und Form, aufweist und zur Verwendung bei Kanalelektronenvervielfachern und Mikrokanalplatten geeignet ist. Ein Honigwabenaufbau gemäß der Erfindung ist leicht mit anderen ähnlichen Honigwabenstrukturen kombinierbar, um einen G-e samt auf bau zu schaffen, der eine große Anzahl von

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Kanälen "besitzt.

Palls es in einem Anwendungefälle nicht als Elektronenvervielfacher wünschenswert sein sollte, Zwischenräume irgendeiner vorgegebenen Größe zwischen den einzelnen Röhren vorzusehen, kann die Erfindung auch dazu verwendet werden, derartige Zwischenräume einer bestimmten G-röße zu schaffen.

Neben der Verwendung der erfindungsgemäßen Wabenstrukturen für Elektronenvervielfacher können diese Strukturen auch Anwendung finden bei Filtern für Fluide, Gaskollimatoren, Flüssigkeitsreglern, Flüssigkeitswiderständen und chromatographischen Trenneinrichtungen.

Die sehr engen Kanäle der in dieser Anmeldung beschriebenen Honigwabenstrukturen sind nämlich dazu geeignet, extrem kleine Partikel aus einem Fluid zu entfernen, wenn der betreffende Honigwabenaufbau als Filter verwendet wird.

Da die Kanäle parallel zueinander ausgerichtet werden können, sind sie sehr gut dazu geeignet, bei einem durch diese Kanäle hindurchgeleiteten Gas ein paralleles Strombild zu erhalten. Die Gasmoleküle, die durch den Honigwabenaufbau hindurchtreten, treten in nahezu paralleler Strömungsausrichtung aus den engen Kanälen heraus, so daß auf diese Weise

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ein äußerst wirkungsvoller Gaskollimator geschaffen wird.

Eine erfindungsgemäße Wabenstruktur kann auch als Flüssigkeitsregler Verwendung finden. Da die Kanäle der Wabenstruktur ganz schmal und gleichförmig ausgebildet werden können, kann man genau die durch die Kanäle hindurchfließende Strömungsmenge regeln. Die schmalen Kanäle können auch in bequemer Weise als Flüssigkeitswiderstand Verwendung finden.

Wabenstrukturen gemäß der Erfindung sind auch für die chromatographische Trennung von chemischen Substanzen mit unterschiedlichen Affinitäten einsetzbar. Wenn man nämlich die Innenwandung der einzelnen Kanäle mit Substanzen überzieht, die für gewisse chemische Produkte eine hohe Affinität besitzen, kann ein diese Produkte enthaltendes Fluid dadurch gereinigt werden, indem dasselbe durch den Honigwabenaufbau hindurchgeleitet wird.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch näher erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer Röhre, aus der der Honigwabenaufbau gemäß der Erfindung herstellbar ist,

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Röhre, aus der der Honigwabenaufbau

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gemäß der Erfindung herstellbar ist,

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform einer derartigen Röhre,

Pig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer Zieheinrichtung zum Ziehen von Röhren mit verringertem Durchmesser aus den in den Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Röhren,

Fig. 5 zeigt einen Stapel unter Verwendung von Röhren mit den Ausführungsformen der Fig. 1-3 zur Erzeugung eines Honigwabenaufbaues erster Bauart,

Fig. 6 zeigt einen zweiten Stapel unter Verwendung von Röhren der Ausführungsformen von Fig. 1-3 zur Erzeugung eines Honigwabenaufbaues zweiter Bauart,

Fig. 7 zeigt eine schematische Darstellung eines Teiles der Zieheinrichtung von Fig. 4-j

Fig. 8 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch einen Abschnitt des Stapels von Fig. 7 längs der Schnittebene 8-8 bei erhitztem Stapel zur Darstellung der Änderungen im Röhrenaufbau für die Bildung der Wabenstruktur,

Fig. 9 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch einen Abschnitt des Stapels von Fig. 7 längs der Schnitt-

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ebene 9-9 "bei erhitztem Stapel zur Darstellung der Änderungen im Höhrenaufbau, die auf die in Fig. 8 gezeigten Änderungen folgen,

Fig. 10 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch einen

Abschnitt des Stapels von Fig. 7 längs der Schnittebene 10-10 und stellt den fertigen Honigwabenaufbau dar,

Fig. 11 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Abschnittes eines Honigwabenaufbaues, der durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahrensschnitte bei dem in Fig. 6 gezeigten Stapel herstellbar ist,

Fig. 12 zeigt einen Querschnitt aus einer Vielzahl von

zusammengesetzten Honigwabenstrukturen, wie eine derselben in Figo 11 dargestellt ist,

Fig« 13 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch einen

Abschnitt des in Fig. 5 gezeigten Stapels, wobei jedoch der Stapel erfindungsgemäßen Verfahrensschritten unterworfen wurde, um einen Honigwabenaufbau mit Kanälen mit viereckigem Querschnitt zu erzeugen,

Fig. 14 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch einen Abschnitt eines fertigen Honigwabenaufbaues mit

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der in Pig» 5 gezeigten Stapelanordnung,

Pig» 15 zeigt einen Querschnitt durch eine Vielzahl von zusammengesetzten Wabenstrukturen gemäß Pig. 14, während

Pig» 16 eine schematische Ansicht eines Teiles der 2iehelnriohtung von Pig. 4 in Verbindung mit einer Evakuierungspumpe zur Herstellung eines Honigwabenaufbaues aus einem Stapel mit Röhren der in Pig. 1 gezeigten Ausführungsform zeigt.

Es wurde gefunden, daß Glas sich sehr gut für die Herstellung erfindungsgemäßer Wabenstrukturen eignet. Es ist jedoch nicht unbedingt notwendig, daß Glas Verwendung findet. Irgendein anderes Material mit glasähnlichen Eigenschaften kann ebenfalls gewählt werden. Der Ausdruck "glasähnlich", wie er hier verwendet wird, bezeichnet auch nicht kristalline Materialien, die bei Erhitzung allmählich weniger viskos werden, die jedoch verhältnismäßig fest werden, wenn die Temperatur nachläßt. Kurz gesagt, soll das glasähnliche ausgewählte Material einen relativ breiten Temperaturbereich aufweisen, über den es allmählich weniger viskos wird. Eine Aufstellung brauchbarer glasähnlicher Materialien schließt in sich Kunststoffe und handelsübliche Glassorten ein.

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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Honigwabenstrukturen aus Hohlglasröhren hergestellt werden. Diese Röhren können aus einer einzigen Glassorte hergestellt werden, oder sie können aus zwei oder mehreren Lagen unterschiedlicher Glassorten bestehen*

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Röhre 10, die . aus einem einzigen glasähnlichen Material besteht. "Für die Herstellung der Röhre 10 können die meisten Glassorten Verwendung finden» Die Röhre 10 besitzt einen runden Querschnitt mit einem hohlen Kern 12. Aus einer Vielzahl dieser einlagigen Glasröhren kann erfindungsgemäß ein Honigwabenaufbau hergestellt werden. Diese aus einer einzigen Materialsorte bestehende Röhren werden folgend immer als einlagige Röhren bezeichnet, da sie nur aus einer einzigen Materiallage bestehen*

' Es wurde gefunden, daß die .Zwischenräume zwischen den einlagigen Röhren eines Stapels wirksamer ausgeschaltet werden können, wenn die Wanddlcke der einlagigen Röhren derart gewählt wird, daß das Verhältnis der Röhrenwanddlcke zum Außendtirchmessef D^ (fig. 1) der Rohre 10 zwischen 0,01 und 0,25 liegt» Der Ausdruck ^MVianddicke^fi wird hier als der Abstand zwischen dem Innenumfang 13 und dem Außenumfang 14 der Röhre 10 definiert* Es wurde gefunden, daß ein Verhältnis von Wanddicke zu Außendurchmesser zwischen 0,08 und 0,12

ungewöhnlich gute Eigenschaften mit einlagigen Röhren gibt, falls der Honigwabenaufbau für die Elektronenvervielfachung Verwendung findet.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine zweilagige Hohlröhre 16, die zur Durchführung des erfindungs.gemäßen Verfahrens geeignet ist. Die Röhre 16 besitzt eine äußere Bindelage 18, die aus einem Schme3,zglas hergestellt sein kann, sowie eine mittlere Kernlage 20 aus "Strukturmaterial", Der Ausdruck "Schmelzglas", wie er hier verwendet wird, umfaßt Glassorten, die im Vergleich zu dem "Strukturmaterial", das nachfolgend definiert wird, verhältnismäßig niedrige Schmelztemperaturen besitzen. Es wurde gefunden, daß die Glassorte Coming-Typ 0120, die ein Kalium-Natrium-Bleiglas ist, sehr gut als Schmelzglas geeignet ist. Der Grund, warum ein Schmelzglas Verwendung findet, liegt darin, daß ein derartiges Glas leicht einander benachbarte Röhren zu einer Wabenstruktur zusammenbindet, ohne daß die Röhren deformiert werden, wenn das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird. Für die äußere Bindelage 18 können außer der Glassorte Corning Typ 0120 auch andere Glassorten oder glasähnliche Materialien verwendet werden.

Der Ausdruck "Strukturmaterial¹¹, wie er hier verwendet wird, umfaßt glasähnliche Materialien, deren Aufgabe es ist, eine

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Abstützung für die Röhre zu "bilden« Das ausgewählte glasähnliche Material muß eine Viskosität halsen., die höher als diejenige des Materials ist, welches die äußere Lage 18 bildet» Ein wünschenswerter Unterschied in der Viskosität ist erreicht, wenn die Eiüiltemperatur desStrukturmaterials um etwa 50 - 200⁰C höher als die Kühltemperatur des Bindelagenma-

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teriales liegt« Es wurde festgestellt, daß im PaIIe_f in dem das Strukturmaterial eine Kühltemperatur besitzt, die um 100⁰C höher als diejenige der Bindelage liegt, zufriedenstellende Ergebnisse erhalten wurden. Das Strukturmaterial kann aus einer großen Anzahl von zur Verfügung stehenden Glassorten oder glasähnlichen Materialien ausgewählt werden, sofern äie oben angegebene Viskositätsbeziehung eingehalten wird. Es ist wichtig, daß die Viskosität des Stmkturmateriales höher· als die Viskosität des die äußere Bindelage bildenden Materiales ist. Wenn eine ^ielaahl von Röhren in einem Stapel angeordnet sindj wird der Stapel auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, um die äußere Bindelage 18 jeder Röhre zu erweichen und auf diese Weis© einander benachbarte Röhren mit-= einander zu verbinden«; Bei dieser Temperatur muß sieh die mittlere Lage 20 genügend erweichen, aber nicht in dem Maße ^ wie die äußere Lage 18, derart, daß die Lage 20 mit der ausseren Lage 18 in radialer lichtung expandieren kann₈ wenn die äußeren Bindelagen einander benachbarter Röhren, sieh miteinander verbindeiio Auf diese VJeise äeliirfe sieh die mittlere

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Lage 20 mit der äußeren Lage 18 aus und nimmt die endgültige Querschnittsform der äußeren Bindelage 18 an, wenn einander benachbarte Röhren miteinander verbunden werden. Das ausgewählte Strukturmaterial muß zwar erweichen, darf jedoch während des Erhitztungsvorganges nicht zusammenfallen*

Die die Lagen 18 und 20 bildenden Materialien müssen einander vergleichbare Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzen, so daß in den hier infrag94commenden Temperaturbereich in thermischer Hinsicht keine Schwierigkeiten auftreten können« Dabei ist es nicht wesentlich, daß für die mittlere Lage 20 unbedingt ein Glas verwendet werden muß. Es können auch andere glasähnliche Materialien Verwendung finden, die entsprechende Eigenschaften besitzen. Es wurde gefunden, daß eine G-lassorte vom Corning Typ 0080, die ein Natronkalkglas ist, für das Strukturmaterial bestens geeignet ist.

ür die Herstellung eines gleichmäßigeren Honigwabenaufbaues ist es von Vorteil, wenn das Verhältnis zwischen der Dicke der Bindelage 18 (i*ig. 2) zu dem Außendurchmesser Dp der Röh re zwischen 0,005 und 0,15 liegt. Es ist ebenfalls von Vorteil, wenn die Wanddicke der Röhre 16 innerhalb bestimmter Grenzen liegt. Die "Wanddicke" ist hier als derAbstand zwischen dem Außenumfang 22 und dem Innenumfang 24 der Röhre 16 definiert. Das Verhältnis von Wanddicke zu Außendurchmesser

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Dp sollte zwischen 0,05 und 0,25 liegen,» Beste Ergebnisse wurden erhalten, wenn das Verhältnis zwischen Bindelagendicke zu Außendurchmesser D zwischen 0,02 und 0,03 liegt. Ein optimaler Bereich für das Verhältnis von Wanddicke zu Außendürchmesser D₂ reicht von 0,08 bis 0,12.

Fig« 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Röhre 30 mit drei Lagen» Die äußere Bindelage 32 kann aus Schmelzglas oder irgendeinem anderen geeigneten glasähnlichen Material wie oben beschrieben bestehen. Die mittlere Kernlage 34 besteht aus glasähnlichem Strukturmaterial der oben beschriebenen Art. Die Innenlage 36, die mit der Innenfläche 33 der mittleren Lage 34 verbunden ist, ist eine Speziallage, die aus einem Glas oder einem chemischen Überzug bestehen kann. Diese Innenlage 36 kann zur Erreichung von verschiedenen Spezialzwecken wie Sekundärelektronenemission, elektrische Leitfähigkeit, Erzeugung eines elektrischen Feldes oder, chromatographische Trennung Verwendung finden, wie es weiter unten noch näher erläutert wird«, Falls die Innenlage 36 zur Erzeugung einer Sekundärelektronenemission dient, sollte diese Lage aus einem Material bestehen, das Sekundärelektronen aussendend ist oder gemacht werden kann. Die Innenlage kann auch aus einem einen ohmschen Widerstand bildenden Material bestehen, so daß ein elektrischer Strom hindurchgeschickt werden kann, um während der Sekundäremission verlo-

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rengegangene Elektronen ergänzen und zur Beschleunigung der Elektronen in der Röhre 30 ein elektrisches Feld erzeugen zu können. Natürlich müssen die Materialien, welche die lagen, der Röhre 30 bilden, vergleichbare Wärmeausdehnungskoeffizienten in dem hier verwendeten Temperaturbereich besitzen, damit in thermischer Hinsicht gegenseitig keine Schwierigkeiten auftreten.

Die in Fig„ 3 gezeigte Röhre 30 gleicht der Röhre 16 von Fig. 2 mit der Ausnahme, daß zusätzlich die für Spezialzwecke dienende Innenschicht 36 vorgesehen ist. Die mittlere Kernlage 34 und die äußere Bindelage 32 können aus glasähnlichen Materialien hergestellt werden, deren Kühltemperaturen etwa um 50 - 20O⁰C auseinander liegen, wie es für die in Fig_e 2 gezeigte Röhre 16 angegeben war. Zufriedenstellende Ergebnisse werden erreicht, wenn die Kühltemperaturen um 100⁰C auseinander liegen© Die innere, für Spezialzwecke dienende Lage 36 soll eine Viskosität haben, die im wesentlichen

gleich derjenigen der mittleren Lage 34 ist. Wie bei der Ausist
führungsform von Fig. 2'vorgesehen, daß die äußere Bindelage 32 sich wesentlich erweicht, um einander benachbarte Röhren miteinander zu verbinden, und öaS die mittlere Lage 34 hinreichend erweicht wird, damit die Röhre 30 radial expandieren kann, während die äußeren Lagen 32 abbinden« Die Dicke und Viskosität der Innenlage 36 ist derart zu wählen, daß die-

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se Schicht 36 das radiale Expandieren der mittleren Lage 34 nicht einschränkt. Zusätzlich 1st es zweckmäßig, falls die Dicke der äußeren Bindelage 32 gemäß Pig. 3 derart gewählt wird, daß das Verhältnis von Bindelagendicke zu Außendurchmesser D, der Röhre zwischen 0,005 und 0,15 liegt. Es ist ebenfalls zweckmäßig, wenn die Wanddicke der Röhre 30 innerhai"b "bestimmter grenzen gehalten wird. Die "Wanddicke" der

^ Röhre 30 wird hier als der Abstand zwischen dem Außenumfang

38 und dem Innenumfang 40 definiert. Das Verhältnis von Wanddicke su Außendurchmesser D^ soll zwischen 0,05 und 0,25 liegen. Beste Ergebnisse wurden erreicht, wenn das Verhältnis von Bindelagendieke zu Außendurchmesser Ό~ zwischen 0,02 und 0,03 liegt. Sin optimaler Bereich für das Verhältnis von Wanddicke zu Außendurchmesser D^ erstreckt sich von 0.08 -

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0,12, !falls zwei oder mehr Innenlagen bei der in Pig_o 3 gezeigten Röhre 30 verwendet werden, sollten auch in diesem Falle die oben angegebenen Verhältnisse eingehalten werden,

* he ein verbessertes Erzeugnis zu erhalten»

Ms in den Fig₀ 1,2 und 3 gezeigten Röhren v/eisen gemeinsam einen Außendurchmesser von 43,2 mm (1,7 Zoll) auf. Röhren fliesee Durefcmessers werden gewöhnlich nicht dazu verwendet,? ma den endgültigen Wagenaufbau gemäB der Erfindung zu bilden, -äa häufig die Kanäle dieses Wabenaufbaues einen viel klein.©·» tsh JkwBenäiiTQbm€mB@T aufweisen müssen» Jeioöii sind die er~

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findungsgemäßen Merkmale auf Röhren von einem beliebigen Außendurchmesser anwendbar, und falls ein Honigwabenaufbau mit Kanälen mit einem verhältnismäßig großen Außendurchmesser hergestellt werden soll, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch mit diesen Röhren durchgeführt werden, um den Wabenaufbau zu bilden. Wenn jedoch ein Wabenaufbau mit engen Kanälen benötigt wird, kann das erfindungsgemäße Verfahren zum herstellen von Wabenstrukturen Verwendung finden, bei denen die Außendurchmesser der Kanäle nicht über die Größe von einem Mikron hinausgehen. Es können auch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren noch schmalere Kanäle erhalten werden. Da gewöhnlich ein Honigwabenaufbati mit engen Kanälen gefordert wird, werden die in den Figo 1-3 gezeigten Röhren erhitzt und zur Herstellung von dünneren Röhren gezogen, die einen viel kleineren Außendurchmesser als die Röhren der Pig· 1 — 3 besitzen. Biese dünneren Röhren werden dann gestapelt und den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten zur Bildung eines Honigwabenaufbaues unterzogen.

Falls ein Honigwabenaufbau mit Kanälen gleichförmiger Größe und Querschnit-teform hergestellt werden soll, ist es zweckmäßig, Röhren gemäß den Fig. 1, 2 oder 3 zu verwenden, die in den Abmessungen und in der Form im wesentlichen untereinander gleich sind. Die zur Bildung des Honigwabenaufbaues verwendeten Röhren sollen unabhängig davon, ob die in Fig. 1,

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oder 3 gezeigte Ausführungsformen Verw_endung findet, gleiehe Außendurchmesser besitzen, und die Verhältnisse von Bindelagendicke zu Außendurchmesser und Wanddicke zu Außendurchmesser jeder Röhre sollten ebenfalls übereinstimmen. Es ist von besonderem Torteil, wenn die Außendurchmesser der Röhren untereinander gleich sind, da es das regelmäßige Stapeln der Röhren sehr erleichtert.

Obgleich das erfindungsgemäße Verfahren nur unter Verwendung von Röhren mit rundem Querschnitt beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, daß auch Röhren mit unrunden Querschnitten verwendet werden können, um mit dem erfindungsgemäßen Verfahren einen V/abenaufbau herzustellen. Beispielsweise können Röhren mit einem vieleckigen oder elliptischen Querschnitt Verwendung finden»

, 4 zeigt eine Zieheinrichtung 44» die dazu dient, eine Röhre der in Pig. 1, 2 oder 3 gezeigten Ausführungsform zur Herstellung von dünneren Röhren auf einen verkleinerten Durchmesser zu ziehen. Ein Motor 46 ist dabei mit einem Zahn— rad-vorgelege 48 verbunden, die beide an einer Abstützung 50 gehalten sind. Mittels eines Treibriemens 52 oder eines anderen Übertragungsbauteiles wird das Drehmoment von dem Zahnrad-vorgelege auf eine rotierende Schraube 54 übertragen.

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Ein Röhrenklemmarm 56 ist auf die sich drehende Schraube aufgeschraubt, so daß der Arm 56 bei Drehung der Schraube längs derselben verschoben wird. Eine Röhre, die 1, 2, 3 oder mehrere Lagen aufweist, ist an dem Ende des Röhrenklemmarmes 56 festgeklemmt. Im folgenden wird jetzt angenommen, daß der herzustellende Honigwabenaufbau zur Verwendung für die Elektronenvervielfachung dienen solle Die an dem Ende des Armes 56 festgeklemmte Röhre entspricht hierbei der in Fig., ? gezeigten Röhre 30, welche aus drei lagen besteht, deren Innenlage 36 eine Speziallage für die Elektronenvervielfachung ist. Die Innenlage 36 besteht aus einem Material, das Sekundärelektronen emittierend ist oder gemacht werden kann. Zusätzlich ist die Innenlage 36 aus einem einen ohmschen Widerstand bildenden Material hergestellt, so daß längs der Innenlage 36 ein Strom fließen kann, so daß die durch die Sekundäremission verlorengegangenen Elektronen ergänzt und gleichzeitig ein longitudinales elektrisches Feld längs der Röhre 30 erzeugt werden kann.

Eine ringförmige Heizeinrichtung 58 ist um die Röhre 30 angeordnet, derart, daß die Röhre sich von dem Röhrenklemmarm 56 aus annähernd koaxial durch die Heizeinrichtung 58 hindurcherstreckt. Die Mzeinrichtung 58 kann irgendeine bekannte Ausführungsform besitzen, mit der die Erhitzung der Röhre 30 auf eine Temperatur möglich ist, bei der diese Roh-

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re in einer kurzen Zone innerhalb der Einheit 58 gezogen werden kann. Es wurde gefunden, daß eine Temperatur von etwa 600⁰C für die vorliegenden Zwecke "bestens geeignet ist, wenn Glassorten vom Coming-Typ 0120 und 0080 verwendet werden« Die jeweils gewählte Temperatur hängt natürlich von den für die Bildung der Röhre 30 verwendeten Glassorten ab. Der Röhrenklemmarm 56 wird durch die sich drehende Schraube 54 in einer Richtung verschoben, die die Röhre 30 in die Heizeinrichtung 58 absenkt. Wenn die Röhre 30 eine für das Ziehen geeignete Temperatur erreicht, wird das untere Ende 62 der Röhre 30 durch irgendeine bekannte Einrichtung wie durch den Pfeil 60 angegeben in axialer Richtung mit einer Ge-schwindigkeit gezogen, die so gesteuert wird, daß eine hohle faserähnliche Röhre 63 mit dem jeweils gaünschten kleinen Querschnitt erzeugt wird. Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, die Größe der Ziehkraft so groß zu wählen, daß die Röhre 30 gerade ohne Bruch der Belastung wiederstehen kann« Für die Röhre 63 erweist sich ein Außendurchmesser von 0,4 mm (0,016 Zoll) als zweckmäßige Größe.

Die Röhre 30 am Ende des Klemmarmes 56 wird durch die sich drehende Schraube 54 kontinuierlich mit einer Geschwindigkeit in die Heizeinrichtung 58 abgesenkt, die so groß gewählt ist, daß sie mit dem Materialab?;ug am unteren Ende 62 der faserähnlichen Röhre 63 Schritt hält,, wenn sich dieselbe durch

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den Ziehvorgang allmählich bildete Die Querschnittsform unl Querschnittsabmessungen der faserähnlichen Röhren 63 sind im wesentlichen identisch zu denjenigen der Röhre 30, abgesehen von ihrem kleineren Durchmesser, Während dieses Ziehvorganges tritt in den schon beschriebenen Röhren^proportionen keine wesentliche Änderung auf» Die vorbestimmten Verhältnisse von Wanddicke zu Außendurchmesser und Bindelagendicke zu Außendurchmesser werden durch den Ziehvorgang nicht wesentlich geändert« Die sich ergebende faserähnliche Röhre 63 wird in vorbestimmte längen zerschnitten, um eine Vielzahl von Röhren passender länge zu erzeugen, die in einem Stapel anordenbar sind. Es wurde gefunden, daß Längen von 1,2 m (4 Fuß) leicht zu handhaben und in einen Stapel anordenbar sind. Falls die Röhre 30 einen Außendurchmesser γοη 43>2 mm (1,7 Zoll) besitzt und 1,2 m lang ist, können aus einer solchen Röhre 30 etwa 10 000 faserähnliche Röhren 63 mit einem Außendurchmesser von etwa 0,4 mm (0,016) Zoll) und 1,2 m Länge hergestellt werden.

Durch den in Fig. 4 gezeigten Ziehvorgang können faserähnliche Röhren 63 irgendeiner gewünschten Querschnittsgröße hergestellt werden. Wenn jedoch extrem dünne Röhren, wie sie gewöhnlich in Kanalelektronenvervielfachern Verwendung finden, hergestellt werden sollen, müssen diese dünnen Röhren so achmal sein, daß sie fast haarähnlich sind. Dies bringt

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ea mit sich, daß derartige Röhren einzeln sehr schwierig zu handhaben sind. Bei der Herstellung von Röhren für ElektronenvervieIfachern hat es sich dabei als zweckmäßig erwiesen, unter Verwendung eines ersten Ziehvorganges gemäß Fig. 4 eine Röhre von 0,4 mm (0,016 Zoll) Außendurchmesser herzustellen. Die Röhren mit 0,4 mm Außendurchmeeser werden dann in einem Stapel angeordnet, wobei anschließend der gesamte Stapel einem zweiten Ziehvorgang unterworfen wird. Bei Verwendung dieses Verfahrens besteht keine Notwendigkeit, die sehr dünnen Elektronenvervielfacherröhren einzeln zu handhaben, da dieselben erst in dem zweiten später beschriebenen Ziehvorgang hergestellt werden, mit dem sie Teil einer fertigen Honigwaben struktur werden, die dann bequem gehandhabt werden kann.·

Nach dem Herstellen der vielzähligen, einen runden Querschnitt besitzenden Röhren mit einem Außendurchmesser von ) 0,4 mm durch den in Figo 4 gezeigten Ziehvorgang werden die Röhren sich in gegenseitig berührend parallel nebeneinander angeordnet, um einen Stapel wie er in Figo 5 oder 6 gezeigt ist, zu bilden» Diese in den Fig, 5 und 6 gezeigten Stapel bestehen dabei aus losen einzelnen Röhren, die noch nicht miteinander verbunden sind. Die diese Stapel bildenden Röhren werden durch eine oder mehrere Formen zusammengehalten, die verhindern, daß der Stapel vor dem Bindevorgang zusam-

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menfällte

Es wurde gefunden, daß je nach der gewählten Stapelanordnung zwei unterschiedliche Wabenstrukturtypen erhalten werden können. Der eine Typ ist in Fig. H gezeigt und enthält Kanäle 112 mit viereckigem Querschnitt. Der zweite Typ ist in Pig. 11 gezeigt und weist Kanäle 98 mit sechseckigem Querschnitt auf. Falls die StapelanOrdnung der Fig. 5 Verwendung findet, ergibt sich der in Fig. 14 gezeigte Honigwabenaufbau. Falls jedoch die Stapelanordnung der Fig. 6 gewählt wird, ergibt sich die in Fig. 11 gezeigte Wabenstruktur.

Wenn der Querschnitt der einzelnen Kanäle des fertigen Honigwabenaufbaues viereckig sein soll, wird ein Stapel 66 (Fig. 5) innerhalb einer Form 68 aus Röhren zusammengesetzt, die sich seitlich gegenseitig derart berühren, daß ihre Mittelachsen durchweg parallel zueinander verlaufen, so daß jede innenliegende Röhre wie beispielsweise die Röhre 70 mit vier benachbarten Röhren in Berührung steht. Die Berührungslinien zwischen der Röhre 70 und den vier benachbarten Röhren sind dabei längs des Umfanges der Röhre 70 in Abständen von etwa /2 voneinander angeordnet.

Die Zahl der zur Bildung des Stapels 66 verwendeten Röhren kann sich entsprechend der jeweils gewünschten Zahl der Ka-

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näle in dem fertigen Honigwabenaufbau ändern, denn 3ede Röhre des Stapels bildet einen Kanal in der Wabenstruktur, Der Stapel 66 umfaßt viele Zwischenräume, von denen einer in Figo 5 mit dem Bezugszeichen 71 bezeichnet ist_e Diese Zwischenräume sind zu eliminieren, falls der Honigwabenaufbau für die Elektronenvervielfachung Verwendung finden solle Bei vorhandenen Zwischenräumen können nämlich die gegen den Honigwabenaufbau gerichteten Elektronen anstelle in die Kanäle in diese Zwischenräume eintreten, so daß diese Elektronen nicht vervielfacht werden und das Ergebnis der Vervielfachung ungünstig ist« Wenn jedoch diese Zwischenräume geschlossen und die Kanalöffnungen ausgedehnt werden können, wodurch ein verbessertes Freiflächenverhältnis geschaffen wird, wird auf diese Weise die Wahrscheinlichkeit, daß jeweisl immer ein Elektron durch einen Kanal hindurchtritt und vervielfacht wird, auf diese Weise erfüllt.

Die Form 68, die den Stapel 66 zusammenhalt, kann irgendeine geeignete Größe besitzen, um die Zahl von Röhren aufzunehmen, die den Stapel 66 bilden sollen.Der Querschnitt der Form kann quadratisch oder rechteckig sein. Der sich aus der Stapelanordnung der Fig. 5 ergebende Honigwabenaufbau kann leicht mit anderen ähnlichen Honigwabenstrukturen kombiniert werden, um eine Gruppe von derartigen Wabenstrukturen zu bilden. Mit der Verwendung der Form 68 ist es möglich, Honigwabenstrukturen

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zu erzeugen, die sich gegenseitig völlig gleichen, so daß sie in bequemer Weise aneinander gesetzt werden können«

Falls ein Wagenaufbau mit Kanälen von sechseckigem Querschnitt hergestellt werden soll, wird die in Fig. 6 gezeigte Stapelanordnung verwendet. Die Röhren benachbarter Reihen sind dabei in einem Stapel 82 derart angeordnet, daß die Röhren einer Reihe in den Senken ruhen, die zwischen den Röhren einer benachbarten Reihe ausgebildet sind. Auf diese Weise steht jede innenliegende Röhre wie beispielsweise die Röhre 74 mit sechs benachbarten Röhren in Berührung. Die Röhre 74 ist in der Senke 76 angeordnet, die zwischen den Röhren 78 und 80 vorhanden ist. Auf diese Weise sind die Röhren in dem Stapel 82 derart sich gegenseitig seitlich berührend angeordnet, daß die Mittelachse sämtliche Röhren zueinander parallel verlaufen, und die Berührungslinien jeder innenliegenden Röhre mit benachbarten Röhren längs des Umfanges dieser innenliegenden Röhre in Umfangsabständen von etwa ^/3 angeordnet sind* Der Stapel 82 weist viele Zwischenräume wie den Zwischenraum 85 auf, diese Zwischenräume können jedoch falls erforderlich nachfolgend eliminiert werden.

Oft ist eg notwendig, erfindungsgemäße Wabenstrukturen mit anderen gleichen Wabenstrukturen miteinander zu kombinieren, bzw. aneinander zu setzen. Dieser Vorgang der Aneinander-

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setzung ist leichter durchführbar, wenn die aus der Stapelanordnung der Fig. 6 hergestellten Wabenstrukturen gleiche äußere geometrische Anmessungen besitzen,, Die Form 84 ermöglicht es» im wesentlichen einander gleiche Wabenstrukturen mit einem sechseckigen Außenquerschnitt herzustellen.

Nachdem die Röhren in einem Stapel angeordnet sind, wie er in den Fig, 5 oder 6 gezeigt ist, wird der Stapel fest zusammengeklemmt, um ein Zusammenfallen zu vermeiden. Der Stapel wird dann in die in Fig. 7 gezeigte Zieheinrichtung eingegeben. Diese Zieheinrichtung ist zu der in Fig. 4 gezeigten Einrichtung identisch, und daher werden nur die Teile der Einrichtung, die sich in direkter Berührung mit dem Stapel 82 befinden, gezeigt, Es wird dabei angenommen, daß ein Honigwabenaufbau mit sechseckigen Kanälen hergestellt werden soll, so daß demgemäß der Stapel 82 von Fig. 6 in die Zieheinrichtung gemäß Fig, 7 eingegeben wird. Dieser Stapel 82 setzt sich dabei aus einer Vielzahl von dünnen runden Hohlröhren zusammen, die durch den unter Bezugnahme auf die Fig. 4 erläuterten Ziehvorgang hergestellt wurden. Der Stapel 82 wird durch die Form 84 (Fig. 7) zusammengehalten und erstreckt sich von dem Klemmarm 56 nach unten, der genauso arbeitet, wie es unter Bezugnahme auf die Fig. beschrieben wurde. Eine ringförmige Heizeinheit 58, die identisch mit der Heizeinheit der Fig. 4 ist, umgibt den Stapel

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82, Wenn die Heizeinrichtung 58 "beheizt wird, steigt die Temperatur des der Heizeinrichtung benachbarten Abschnittes des Stapels 82 auf einen Wert, bei dem ein Ziehen möglich ist« Vorzugswiese wird der Stapel 82 auf eine Temperatur erhitzt, die nicht größer als die zu dem Ziehvorgang notwendige Temperatur ist. Vorzugsweise wird für den Ziehvorgang eine Kraft aufgewendet, die so groß ist, daß die Röhren des Stapels gerade ohne Bruch der Belastung wiederstehen können. Die genaue für einen bestimmten Stapel erforderliche Temperatur variiert je nach der verwendeten Glassorte für die Röhren« Wenn dreilagige Röhren Verwendung finden und die die Außen - und Mittellage bildenden Glassorten vom Coming-Typ 0120 und 0080 sind, sollte ein etwa 6000 Röhren enthaltender Stapel auf eine Temperatur von etwa 60O⁰C erhitzt werden« Bei dieser Temperatur wird das nach unten weisende Ende des Stapels 82 in axialer Richtung in Richtung des dargestellten Pfeiles abwärts gezogen. Wenn sich der Stapel 82 langsam durch die Heizeinheit 58 bei einer Temperatur von 600⁰C hindurchbewegt, verstreicht ungefähr 1 Stunde zwischen dem Zeitpunkt, an dem ein Abschnitt des Stapels in die Einrichtung 58 eintritt, und dem Zeitpunkt, an dem der Abschnitt die Einrichtung 58 verläßt, wobei vorausgesetzt ist, dag der Stapel aus den gerade beschriebenen Materialien (Corning Typ 0120 und 0080 mit 6000 Röhren) besteht. Die Temperatur und die Zeitspannen können sich ändern, falls die Röh-

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ren des Stapels aus anderen glasähnlichen Materialien gebildet werden und die Röhrenzahl erhöht oder abgesenkt wird. Während des ErhitzungsVorganges wird der Stapel in die in Figo 11 gezeigte Wabenstruktur, die nachfolgend noch näher beschrieben wird, umgewandelt.

Es wird jetzt im einzelnen erläutert, wie der Stapel 82 von fc Fig. 6 in den in Figo 11 dargestellten Honigwabenaufbau umgeformt wird.

Fig. 8 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch einen Teil des in Fig. 7 gezeigten Stapels 82 längs der Schnittebene 8-8, Die Figo 8 zeigt dabei die äußeren Bindelagen einander benachbarter Röhren des Stapels 82 in dem wesentlich erweichten Zustand am Beginn der Umwandlung, die die Querschnittsform der Röhren ändert und die Zwischenräume in dem Stapel 82 schließt. Zur Erläuterung der in Fig. 8 gezeigten Umwandlungen wird auf eine Röhre 86 Bezug genommen, die eine der den Stapel 82 bildenden dreilagigen Röhren ist. Die einzelnen Lagen der dreilagigen, den Stapel 82 bildenden Röhren sind zur Vereinfachung nicht in Fig. 8 gezeigt, jedoch ist es klar, daß die Röhren des Stapels 82 drei Lagen wie die Röhre 30 von Fig« 3 besitzen. Die einzelnen Lagen der Röhren sind zum Zwecke der Vereinfachung auch in den Figo 9-14 weggelassene

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Der der Heizeinheit 58 benachbarte Abschnitt des Stapels 82 wird durch diese Einheit 58 (Pig, 7) auf eine Temperatur erhitzt, bei der die äußere Bindelage jeder Röhre in hohem Maße erweicht wird, um sich mit benachbarten Röhren zu verbinden, während die mittlere Kernlage jeder Röhre gerade so hinreichend erweicht wird, daß sie in radialer Richtung expandieren kann. Palis Glassorten vom Corningtyp 0120 und 0080 verwendet werden, beträgt die Temperatur etwa 600⁰C. TJm die Zwischenräume vollständig zu verschließen, sollte die Zeitspanne, die ein vorgegebener Stapelabschnitt braucht, um durch die Einheit 58 hindurch zu gelangen, etwa eine Stunde betragen. Diese Zeitspanne kann sich, wenn unterschiedliche GlasSorten für die Bildung der einzelnen Röhren des Stapels Verwendung finden, vergrößern oder verkleinern. Bei der angegebenen Temperatur hat sich die äußere Bindelage 87 der Röhre 86 (Pig. 8) in starkem Maße erweicht und begonnen, mit den äußeren Bindelagen benachbarter Röhren zu verschmelzen. Dieses Verschmelzen der äußeren Bindelagen beginnt an den Berührungszonen zwischen einander benachbarte». Röhren (siehe die Berührungszonen 88 und 89). Da die Röhre 86 sich in Berührung mit sechs benachbarten Röhren befindet, be- etehen sechs Bereiche oder Zonen, an denen der Bindevorgang beginnt. Obgleich das gegenseitige Verbinden der äußeren Lagen einander benachbarter Röhren bereits in dem in Pig. 8 gezeigten Stadium eingeleitet wurde, ist darauf hinzuweisen, daß die Zwischenräume 90 noch nicht vollständig geschlossen

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sind, und daß der Innenquerschnitt jeder Röhre noch rund ist. Falls es aus irgendeinem Grunde erwünscht ist, die in Figo 8 gezeigten Zwischenräume beizubehalten, kann die Aufheizung des Stapels 82 abgebrochen werden, so daß die Zwischenräume sich in der Größe nicht weiter verringern, wenn sich die Bindelagen verfestigen. Mit anderen Worten heißt das, daß die Zeitspanne, während der die Aufheizung vor sich geht, einen starken Einfluß auf den Grad hat, bis zu dem die Zwischenräume geschlossen werden.

Wenn sich die äußeren Bindelagen in großem Maße erweicht haben und mit den Bindelagen benachbarter Röhren des Stapels 82 zu verschmelzen beginnen, wirken Oberflächenspannungen in den erweichten, die Zwischenräume umschließenden Bindelagen so auf das Glas, daß der Querschnitt dieser Zwischenräume reduziert wird. Diese Oberflächenspannungen verursachen das allmähliche Schließen der Zwischenräume und die radiale Expandierung der Röhren, wenn der Erhitzungsvorgang fortgesetzt wird. Das jeden Zwischenraum umschließende erweichte Glas kann als ein aus Wassertropfen gebildeter Ring mit verengtem Durchmesser betrachtet werden. Die Oberflächenspannung innerhalb der Wassertropfen versucht nämlich, die Fläche der mittleren Öffnung des Ringes zu verkleinern, wobei sich auf Grund dieser Oberflächenspannungen die Öffnung gegebenenfalls ganz schließen kann. Die Oberflächenspannung zwischen der äußeren Bindelage und der mittleren

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Lage jeder Röhre hat zur Folge, daß die mittlere lage nach außen gezogen wird. Die Oberflächenspannungen bewirken demgemäß, daß 3ede Röhre schließlich einen sechseckigen Querschnitt annimmt.

Fig, 9 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch einen Abschnitt des Stapels 82 längs der Schnittebene 9-9 in Fig. 7 und stellt eine auf die Stufe der Fig. 8 nachfolgende spätere Stufe des Umwandlungsprozesses in dem Stapel 82 dar, bei der die Zwischenräume in ihrer Querschnittsfläche weiter abgenommen und die Röhren radial expandiert sind, um sowohl innen als auch außen einen sechseckigen Querschnitt anzunehmen.

In Fig. 9 hat sich die Querschnittsform der Röhre 86 gegenüber der in Fig. 8 gezeigten Querschnittsform beträchtlich geändert. Die der Röhre 86 benachbarten Zwischenräume 90 haben sich in ihrer Querschnittsfläche beträchtlich verringert und die Querschnittsform der Röhre ist sowohl innen als auch außen hexagonal geworden. Mit anderen Worten heißt das, daß die Röhre 86 jetzt sowohl an ihrem Innenumfang 94 als auch an ihrem Außenumfang 96 sechs ausgeprägte Eckseiten besitzt. Der sechseckige Querschnitt jeder Röhre prägt sich immer mehr aus, solange der Ätzungsvorgang fortgesetzt wird.

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Fig. 10 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch einen Abschnitt des in Fig. 7 dargestellten Stapels 82 längs der Schnittebene 10-10. Diese Schnittebene schneidet den Stapel 82 an einer Stelle, an der der Honigwabenaufbau vollständig ausgebildet ist.

Gemäß Fig. 10 sind die Zwischenräume in dem Honigwabenaufbau 91 vollständig geschlossen, so daß nur eine Anzahl von Übergangslinien 92 verbleibt, die die Nahtlinien zwischen benachbarten miteinander verbundenen Kanälen bilden· Die einzelnen Kanäle des Honigwabenaufbaues 91 haben dabei sowohl innen als auch außen einen sechseckigen Querschnitt angenommen. Das heißt, daß der Querschnitt des Innenumfanges 97 eines Kanales 95 sechseckig ist, wobei sein Außenumfang 99 gleichfalls sechseckig ist. Die Kanäle des Honigwabenaufbaues 91 sind fest aneinandergefügt.

Fig. 11 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht des fertigen Honigwabenaufbaus 91, der durch den Erhitzungsund Ziehvorgang gemäß Fig. 7 gebildet ist. Dabei begann dieser Ziehvorgang mit einem Stapel 82 mit Röhren von rundem Querschnitt. Der Außenquerschnitt des Stapels 82 war jedoch sechseckig. Der in Fig. 11 gezeigte fertige Honigwabenaufbau 91 besitzt eine äußere Querschnittsform, die im wesentlichen sechseckig ist, wobei die Kanäle 98 sowohl innen als auch außen sechseckige Querschnitte besitzen.

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Dabei sind der in den Mg. 8 und 9 gezeigte Stapel 82 sowie der fertiggestellte Honigwabenaufbau 91 gemäß den Fig. 10 und 11 aus dreilagigen Röhren gebildet. Die einzelnen Lagen sind jedoch zur Vereinfachung aus diesen Figuren weggelassen worden.

Obgleich der Honigwabenaufbau 91 gemäß Fig. 11 nur mit 37 einzelnen sechseckigen Kanälen dargestellt ist, ist es klar, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren auch Wabenstrukturen herstellbar sind, die eine größere Kanalanzahl besitzen. So können beispielsweise leicht Wabenstrukturen mit über 6000 Kanälen hergestellt werden.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 sei bemerkt, daß die dem Außenumfang des Honigwabenaufbaues 91 benachbarte Kanallage keinen vollständig sechseckigen Querschnitt besitzt. Denn in diesem Bereich ist die radiale Expandierung nicht gleichförmig, da es dort keine Oberflächenspannungen gibt, die auf Abschnitte der äußeren Röhren des Stapels einwirken. Da in der Praxis ein fertiggestellter Honigwabenaufbau tausende von Kanälen umfaßt, stören diese wenigen unregelmäßigen äußeren Kanäle nur wenig die Leistungsfähigkeit der fertiggestellten Wabenstruktur.

Obgleich in Fig. 7 sowohl der Erhitzungs- als auch Ziehvorgang gleichzeitig gezeigt wurde, ist es nicht notwendig, zur

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- Erzeugung eines Honigwabenaufbaues, wie er in Pig. 11 oder Pig. 14 gezeigt ist, einen Ziehvorgang durchzuführen. Denn zum Schließen der Zwischenräume und radialen Expandieren der Röhren des Stapels 82 (Fig. 7-9) ist lediglich ein Erhitzen des Stapels notwendig. Die dafür ausgewählte temperatur sollte so sein, daß sie im großen Maße die äußere Bindelage jeder Rohre erweicht und jede mittlere Kernlage

|) gerade so hinreichend erweicht, daß dieselbe auf Grund der Oberflächenspannung radial expandiert. Wie früher erwähnt, kann die mittlere Lage aus einem Material gebildet sein-, das eine um annähernd 100⁰O größere Kühltemperatür als die äußere Biridelage besitzt. Wenn Glassorten vom Corningtyp 0120 und 0080 zur Herstellung der Röhren verwendet werden, wurde festgestellt, daß eine Temperatur von 600⁰C ausgezeichnete Ergebnisse liefert. Natürlich ist klar, daß im Falle, in dem der Stapel 82 nur erhitzt, aber nicht gezo-

. gen wird, der Durchmesser der Kanäle des fertigen Honigwabenaufbaues nicht reduziert wird. Falls kein Ziehvorgang benötigt wird, kann der Honigwabenaufbau allein durch Erhitzen des Stapels erzeugt werden. Eine unbegrenzte Anzahl von Röhren kann hierbei zum Bilden des Stapels Verwendung finden«, Wenn es jedoch notwendig ist, einen Ziehvorgang durchzuführen, kann nur eine viel begrenztere Anzahl von Röhren verwendet werden. Jedoch ist diese Anzahl verhältnismäßig groß, und Stapel mit über 10000 Röhren sind gezogen und in Wabenstrukturen gemäß der Erfindung umgeformt worden.

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Wenn der Stapel 82 gemäß den Fig. 8-10 erhitzt ist, werden die Zwischenräume zwischen benachbarten Röhren des Stapels allmählich kleiner, bis sie vollständig geschlossen sind. Die Röhren des Stapels 82 erweitern sich in radialer Richtung allmählich und nehmen dann einen sechseckigen Querschnitt an, wenn die Zwischenräume sich schließen. Die Geschwindigkeit, mit der sich diese Zwischenräume schließen und mit der die Kanäle radial expandieren, wird durch die Temperatur gesteuert. Falls die Temperatur reduziert wird, verringert sich die Geschwindigkeit des Schließens der Zwischenräume und des Expandierens der Röhren. Auf diese Weise ist es möglich, Wabenstrukturen mit Zwischenräumen irgendeiner gewünschten Größe zu erzeugen. Die Querschnittsfläche der Zwischenräume wird durch die Zeitspanne bestimmt, während der der Sigpel erhitzt ist.

Bei dem unter Bezugnahme auf die Fig. 7-10 beschriebenen Verfahren wurden dreilagige Röhren verwendet» Solange die Röhren mindestens zwei Lagen haben, nämlich eine äußere Bindelage und eine mittlere Kernlage, wie es in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben wurde, erfordert das Verfahren keine äußere Druckanwendung auf den Stapel, um einen Honigwabenaufbau zu schaffen. Alle Abschnitte des Stapels einschließlich der Röhreninnenräume und der Zwischenräume zwischen den Röhren können auf dem Druck des den Stapel umgebenden Mediums

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gehalten werden. Dieser Druck kann natürlich der Atmosphärendruck sein, wie es im übrigen gewöhnlich der Pail ist. Es wurde jedoch gefunden, daß im Falle, in dem einlagige Röhren gemäß Pig. 1 zur Bildung eines erfindungsgemäßen Honigwabenaufbaues verwendet werden, es sich als notwendig erweist, ein Druckdifferential zwischen dem Inneren jeder Röhre und den die Röhre umgebenden Zwischenräumen zu schaf- W fen, damit die einlagigen Röhren radial expandieren, um einen Honigwabenaufbau mit sechseckigen oder viereckigen bzw. quadratischen Kanälen herstellen zu können. Dieses Verfahren wird im nachfolgenden näher erläuterte

Es ist möglich, eine Vielzahl von Wabenstrukturen 91 der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform zum Erhalt einer größeren Wabenstruktur miteinander zu vereinigen. Fig. 12 zeigt zwölf Wabenstrukturen 91 der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform, die zu einem Aufbau 100 aneinandergesetzt wurden. Nach dem Zusammensetzen wird dieser Aufbau für annähernd etwa eine Stunde auf eine Temperatur von etwa 56O°C erhitzt, um die Wabenstrukturen 91 fest miteinander zu verbinden. Die Anwendung dieser Temperatur und dieses Zeitintervalls kann erfolgen, wenn die Röhren aus Glassorten vom Corningtyp 0120 und 0080 bestehen. Falls andere Materialien Verwendung finden, können Temperatur und Zeitspanne von den angegebenen Werten abweichen. Gleichzeitig werden die den Aufbau 100 bildenden Wabenstrukturen 91 durch irgendeine

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bekannte Maßnahme fest zusammengedrückt, um eine festere Verbindung zwischen den Strukturen zu erhalten. Ein Druck von etwa 1,05 kg/cm erweist sich dabei als zweckmäßig.

Das beschriebene Verfahren zur Herstellung von Wabenstrukturen mit sechseckigen Kanälen ist gleichzeitig anwendbar für die Schaffung von Wabenstrukturen mit Kanälen von viereckigem bzw. quadratischem Querschnitt. Zum Erzeugen eines Honigwabenaufbaues mit viereckigen bzw« quadratischen Kanalquerschnitten ist es nur notwendig, die Stapelanordnung der Pig. 5 an die Stelle der in Mg. 6 gezeigten Stapelanordnung zu setzen« Gemäß Fig, 5 werden Röhren mit zwei oder mehr lagen neben- und aufeinander gestapelt. Diese Röhren werden dabei sich gegenseitig berührend innerhalb der Form 68 aneinander gelegt. Die Form 68 verhindert dabei, daß die Röhren zusammenfallen, bevor sie durch den in Fig. 7 gezeigten ErhitzungsVorgang miteinander verbunden sind. Bei der Sispelanordnung gemäß Fig. 5 sind alle Röhren mit ihren Mittelachsen parallel zueinander angeordnet, und jede innen liegende Röhre wie die Röhre 70 liegt so, daß deren Berührungslinien mit benachbarten Röhren längs des Umfanges der innen liegenden Röhre 70 in Umfangsabständen von It/2 aufeinanderfolgen.

Der Stapel 66 von Fig. 5 wird in eine Zieheinrichtung wie die in Fig. 7 gezeigte Einrichtung eingegeben. Der Stapel

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wird dann erhitzt und in der gleichen Weise und unter den gleichen Temperaturbedingungen gezogen, wie sie für die Herstellung von Wabenstrukturen mit sechseckigen Kanälen Verwendung finden. Wird der Stapel erhitzt und in der Richtung des Pfeiles 83 gezogen, erweicht sich die äußere Bindelage jeder Röhre in hohem Maße und verbindet sich allmählich mit den benachbarten Röhren.

Fig. 13 zeigt eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes des Stapels 66 von Fig₀ 5, nachdem der Erhitzungs- und Ziehvorgang eingeleitet wurde. Der Stapel 66 von Fig. 13 ist auf einer Temperatur, bei der die äußere' Bindelage einer Röhre 106 in hohem Maße erweicht ist, während die mittlere Kernlage etwas weniger als die Bindelage erweicht ist. Benachbarte Röhren haben begonnen, sich miteinander zu verbinden, wobei die Zwischenräume zwischen den Röhren sich allmählich schließen, während der Querschnitt der einzelnen Röhren sowohl innen als auch außen immer stärker sich der viereckigen bzw. quadratischen Form annähert. Bei dieser Stufe haben die Zwischenräume 108 gegenüber ihrer ursprünglichen in Fig. 5 gezeigten Größe stark abgenommen. Einander benachbarte Röhren haben sich dabei ziemlich fest miteinander verbunden.

Fig. 14 zeigt einen vergrößerten Querschnitt durch einen Abschnitt eines fertigen Honigwabenaufbaues 110 mit Kanälen

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112 von viereckigem bzw. quadratischem Querschnitt. Der Wagenaufbau 110 weist dabei zwischen einander benachbarten Kanälen 112 keine Zwischenräume mehr auf, da diese durch den radialen ExpandierungsVorgang der Röhren auf Grund der Oberflächenspannungen eliminiert wurden, wie es bereits unter Bezugnahme auf die Fig. 8-11 beschrieben wurde. Das Endergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens ist ein robuster Honigwabenaufbau 110, bei dem die Zwischenräume ausgeschaltet und das Freiflächenverhältnis verbessert wurde. Zusätzlich sei bemerkt, daß der Außenrand 113 des Honigwabenaufbaues 110 gleichfalls im wesentlichen glatt und gleichmäßig ist. Dies ist von Vorteil, wenn eine Vielzahl von Wabenstrukturen 110 aneinander gereiht werden, da sich auf diese Weise nur ganz minimale Luftspalte zwischen den einzelnen aneinander gereihten Strukturen ergeben.

Ein derartiger aus einzelnen in Fig. 14 gezeigten Wabenstrukturen 110 zusammengesetzter Aufbau ist in Fig. 15 gezeigt und mit dem Bezugszeichen 114 bezeichnet worden. Die einzelnen Wabenstrukturen werden dabei dicht nebeneinander gelegt und der sich ergebende Aufbau ungefähr eine Stunde lang auf etwa 56O⁰C erhitzt. Gleichzeitig mit dem Erhitzen wird auf die Außenseite des Aufbaues 114 ein Druck von etwa 1,05 kg/cm aufgebracht, um eine festere Verbindung zwischen den einzelnen Wabenstrukturen 110 zu erreichen. Auf diese Weise verbinden sich die Strukturen

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110 fest miteinander und eine große Anzahl von einzelnen Kanälen steht auf diese Weise zur Verfügung. Die vorgeschlagenen Temperaturen, Drücke und Behandlungsζeiten werden in den Fällen angewandt, in denen die Röhren, wie bereits früher beschrieben, aus Glassorten des !Typs 0120 und 0080 bestehen. Bei Röhren aus anderen Materialien können natürlich unterschiedliche Werte erforderlich sein.

Es sei bemerkt, daß das beschriebene erfindungsgemäße Verfahren nicht nur für dreilagige, sondern ebensogut für zweilagige Röhren anwendbar ist, wie sie in Pig. 2 gezeigt sind. Das Vorhandensein einer Innenlage für Spezialzwecke in den Röhren beeinflußt nämlich nicht nachteilig die Durchführung des Verfahrens» Wenn ein Stapel aus dreilagigen Röhren erhitzt wird, verhalten sich die Innenlagen jeweils so, als ob dieselben einen Teil der mittleren Lage jeder Röhre bilden. Wenn sich die Zwischenräume schließen und die Röhren zum Ausfüllen dieser Zwischenräume in radialer Richtung expandieren, legt sich die Innenlage jeder Röhre fest an die mittlere Lage an und expandiert mit derselben.

Bis jetzt wurde das erfindungsgemäße Verfahren immer unter Verwendung von zwei- oder mehrlagigen Röhren beschrieben, um Honigwabenstrukturen herzustellen. Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren zusätzlich zur Herstellung von

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Wabenstrukturen aus nur einlagigen Röhren, wie sie in Pig. 1 gezeigt sind, beschrieben.

Pig. 16 zeigt eine Zieheinrichtung 115, die zur Herstellung eines Honigwabenaufbaues aus einlagigen Röhren Verwendung finden kann. Gemäß Pig. 16 wird ein Stapel 116 aus einlagigen Röhren, die durch eine Porm 118 im losen Zustand zusammengehalten werden, durch einen Klemmarm 120 gehalten. Der Arm 120 ist,wie in Pig. 4 gezeigt, mit einer sich drehenden Schraube, einem Motor und einem Zahnradvorgelege verbunden. Diese Bauteile wurden aus Gründen der Vereinfachung in Pig. 16 nicht mit dargestellt. Die Betriebsweise der Zieheinrichtung 115 von Pig. 16 ist mit derjenigen der Einrichtung von Pig. 4 identisch mit Ausnahme der nachfolgend beschriebenen Merkmale.

Die in dem Stapel 116 verwendete Stapelanordnung kann je nachdem, ob in dem fertigen Honigwabenaufbau quadratische oder sechseckige Kanäle gewünscht werden, wie in Pig. 5 oder 6 dargestellt gewählt werden« Bei der Erläuterung der Wirkungsweise der Einrichtung 115 gemäß Pig. 16 soll im folgenden auf die in Pig. 6 dargestellte Stapelanordnung zurückgegriffen werden. Demgemäß wird mit dem unter Bezugnahme auf die Pig. 16 beschriebenen Verfahren ein Honigwabenaufbau mit sechseckigen Kanälen hergestellt werden.

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Wenn zur Herstellung von Wabenstrukturen gemäß der Erfindung einlagige Röhren Verwendung finden, ist es notwendig, ein Druckdifferential oder Druckgefälle zwischen den Zwischenräumen des Stapels und den Röhreninnenräumen zu erzeugen. Dies wird dadurch bewirkt, daß das Röhreninnere auf dem Druck der den Stapel umgebenden Atmosphäre verbleibt, welcher gewöhnlich der Atmosphärendruck ist, während die Zwischenräume zwischen den Röhren auf einen darunterliegenden Wert evakuiert werden, der gewöhnlich ein Druck etwas unterhalb dem Atmosphärendruck ist und beispielsweise etwa bei 0,91 kg/cm liegt.

Zur Erzeugung des Druckgefälles wird das folgende Verfahren angewandt. Da die Zwischenräume, aber nicht die Innenräume der Röhren, evakuiert werden sollen, ist es notwendig, den Stapel 116 vor seiner Einsetzung in den Klemmarm 120 mit einer Abdichtmasse zu versehen. Zu diesem Zweck wird ein Ende 122 des Stapels 116 in eine flüssige Abdichtmasse eingetaucht, die beim Erhitzen nicht ihre Abdichteigenschaften verliert. Diese flüssige Abdichtmasse dringt in die Röhren und die Zwischenräume des Stapels 116 auf Grund der Kapillarwirkung ein. Da die Kapillarwirkung innerhalb der Röhren wirksamer als innerhalb der Zwischenräume ist, dringt die Abdichtmasse weiter in die Röhren als in die Zwischenräume ein. Nach dem Aushärten der Abdichtmasse in dem Stapel wird ein Stück von dem Ende 122 des Stapels an einer Stelle

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jenseits der größten Eindringtiefe der Abdichtmasse in die Zwischenräume, aber noch kurz vor dem Eindringende der Abdichtmasse innerhalb der Röhren abgeschnitten« Dies ergibt ein Stapel, bei dem zwar die Kanäle blockiert, die Zwischenräume am Ende 122 des Stapels jedoch freiliegend sind. Das gegenüberliegende Ende 132 des Stapels ist nicht abgedichtet. Das Stapelende 122 wird jan einen Schlauch 124 angeschlossen, der mit einer Vakuumpumpe 126 in Verbindung steht. Der Stapel wird dann an das Ende des Armes 120 angeklemmt»

Durch eine ringförmige Heizeinheit wird der Stapel 116 aufgeheizt, wobei die Temperatur des der Heizeinheit benachbarten Stapelabschnittes annähernd 600⁰C beträgt, falls die Röhren aus einer Glassorte vom Corningtyp 0120 bestehen. Bei dieser Temperatur beginnt der Ziehvorgang, wobei das untere Ende 132 des Stapels 116 langsam in Richtung des Pfeiles 130 nach unten gezogen wird, um den Durchmesser der Röhren des Stapels 116 zu vermindern. Die Zugkraft und Zeit des Ziehvorgangs können so gewählt werden wie beim Ziehen von zwei- und dreilagigen Röhren, wie es unter Bezugnahme auf die Pig. 7 erläutert wurde. Wenn der Stapel 116 erhitzt ist und gezogen wird, wird die Vakuumpumpe 126 eingeschaltet, um die Zwischenräume zwischen dem Stapel zu evakuieren. Es sei hier bemerkt, daß auf Grund dessen, daß das Ende 132 des Stapels 116 nicht abgedichtet ist, Gasmoleküle von dem nicht abgedichteten Ende 132 her in die

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Zwischenräume des Stapels eindringen können» Auf Grund des durch den Ziehvorgang verengten Durchmessers des Stapels 116 an dem Ende 132 wird jedoch der einfließende Strom an Gasmolekülen so tief gehalten, daß es noch möglich ist, die Zwischenräume trotz des Eindringens dieser Gasmoleküle hinreichend zu. evakuieren. Wenn der Stapel 116 erhitzt ist, dehnen sich die Gase im Inneren der Röhren aus und entwei-) chen an dem nicht abgedichteten Ende 132 des Stapels. Daher bleiben die Röhreninnenräume auf dem Druck der den Stapel 116 umgebenden Atmosphäre, während die Zwischenräume im Stapel evakuiert werden. Die einlagigen Röhren erweichen sich während des Erhitzungsprozesses, und das Druckgefälle hat zur Folge, daß die Röhren radial expandieren und die Zwischenräume geschlossen werden«

Die Übergangsstufen, die der Stapel 116 aus einlagigen Röhren durchläuft, um einen fertigen Honigwabenaufbau, wie er in Fig, 11 gezeigt ist, zu ergeben, sind mit den unter Bezugnahme auf die Fig. 8-11 bei zwei- und dreilagigen Röhren beschriebenen Übergangsstufen identisch, so daß sie hier nicht weiter im einzelnen beschrieben werden. Die Übergangsstufen zur Bildung eines Honigwabenaufbaues mit viereckigen bzw«, quadratischen Kanälen sind bei der Verwendung von einlagigen Röhren mit den in Fig. 13 und H gezeigten Übergangsstufen identisch. Dabei ist es jedoch Bar, daß es nicht wesentlich ist, bei der Verwendung von einlagigen

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Röhren den in Fig. 16 dargestellten Ziehvorgang zum Schaffen eines Honigwabenaufbaues durchzuführen, wie er in den Pig. 11 oder 14 gezeigt ist. Es ist lediglich erforderlich, daß der Stapel 116 auf eine geeignete Temperatur erhitzt wird, und daß die Zwischenräume innerhalb des Stapels evakuiert werden. Der Ziehvorgang wird nur durchgeführt, um den Durchmesser der Röhren innerhalb des Stapels zu verringern. Die G-röße der Zwischenräume kann wie bei zwei- und dreilagigen Röhren durch Variieren der ErhitzungsZeitspanne gesteuert werden.

Wenn ein Honigwabenaufbau mit viereckigen bzw. quadratischen Kanälen unter Verwendung einlagiger Röhren hergestellt werden soll, ist das vorbeschriebene Verfahren gleichfalls anwendbar. Die einzige Abweichung von diesem Verfahren besteht darin, die Stapelanordnung der Pig. 5 an Stelle der Stapelanordnung von Pig. 6 zu verwenden. Der Stapel wird dann mit der in Pig. 16 gezeigten Einrichtung behandelt und durchläuft die in den Pig. 13 und 14 gezeigten Übergangsstufen zur Bildung eines Honigwabenaufbaues, wie er in Pig. 14 gezeigt ist.

Palis ein Honigwabenaufbau hergestellt werden soll, der größer als der mit dem unter Bezugnahme auf die Pig. 16 beschriebenen Verfahren hergestellte Aufbau ist, kann eine Vielzahl von derartigen Wabenstrukturen aneinander gesetzt

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werden. Das im Zusammenhang mit den Figo 12 und 15 für zwei- und dreilagige Röhren beschriebene Verfahren ist gleichzeitig auch anwendbar, wenn nur einlagige Röhren zum Bilden der Wabenstruktur Verwendung finden.

Werden jedoch nur einlagige Röhren zur Herstellung eines Honigwabenaufbaues verwendet, erfordert das Verfahren ein

w Druckgefälle zwischen den Röhreninnenräumen und den Zwischenräumen zwischen den Röhren, damit sich diese Zwischenräume schließen und die Röhren radial expandieren können. Dieses Druckgefälle ist jedoch nicht notwendig, wenn zur Bildung des Stapels zwei- oder dreilagige Röhren Verwendung finden₀ Es wurde jedoch gefunden, daß im Falle, in dem ein Druckgefälle an einem Stapel aus erhitzten zwei- und dreilagigen Röhren angelegt wird, der Vorgang des Bildens der Honigwabenstruktur weniger Zeit in Anspruch nimmt als wenn kein Druckgefälle vorhanden ist«, Zusätzlich ergibt sich für den

Fall, daß auch bei zwei- und dreilagigen Röhren ein Druckgefälle vorhanden ist, der Bereich für das Verhältnis von Wanddicke zu Außendurchmesser verbreitert wird»

Nachdem ein fertiger Honigwabenaufbau entweder aus ein-, zwei- oder dreilaigen Röhren erfindungsgemäß hergestellt ist, ist es notwendig, eine Anzahl von zusätzlichen Schritten anzuwenden, bevor der Honigwabenaufbau als Elektronenvervielfa-

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eher verwendbar ist. Häufig wird eine Vielzahl von Wabenstrukturen miteinander verbunden, um einen Elektronenvervielfacher zu schaffen, der Millionen einzelner Kanäle aufweist« Ein derartiger Vervielfacher kann einige Hundert oder Tausend derartiger Einzelner Wabenstrukturen der in Fig. 11 oder 14 gezeigten Ausführungsform umfaßt« Ein solcher Aufbau ist gewöhnlich etwa 50,8 mm (2 Zoll) lang. Da die Länge keinen Einfluß auf eine wirksame Elektronenvervielfachung hat, wird der Aufbau meist in eine Vielzahl von dünnen Scheiben zerschnitten.

Diese Scheiben werden nach auf dem Gebiet der Elektronenverri elf schling "bekannten Verfahrensschritten behandelt, um den endgültigen Elektronenvervielfacher herzustellen. Diese Verfahrensschritte können eine chemische Behandlung der für Spezialzwecke dienenden Innenlage der Kanäle umfassen, damit diese Innenlage Sekundärelektronen emittierend wird. Gewöhnlich schließen diese Schritte auch einen Reinigungs- und Poliervorgang der Scheibe sowie das Hinzufügen von Elektroden in sich ein.

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Claims

Patentansprüche

1e Verfahren zum Herstellen eines Honigwabenaufbaues mit einer Vielzahl von durch Röhren aus einem glasähnlichen Material gebildeten Kanälen, dadurch gekennzeichnet , daß eine Vielzahl der Röhren sich seitlich berüh-

. rend aneinander angeordnet werden, um einen Stapel mit Zwischenräumen zwischen den Röhren zu bilden, daß der Stapel auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der der äußere Abschnitt jeder Röhrenwandung zum Verschmelzen mit den äußeren Abschnitten der Wandungen benachbarter Röhren in hohem Maße erweicht wird und sich die inneren Abschnitte jeder Röhrenwandung gerade so erweichen, daß sie aufgrund von auftretenden Oberflächenspannungen in radialer Richtung expandieren, und daß der Stapel während einer Zeitspanne erhitzt bleibt, die zur Steuerung des Schließungsgrades der Zwischenräume

Ψ ausreicht«

2» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Temperatur so gewählt wird, daß die Geschwindigkeit steuerbar ist, mit der sich die Zwischenräume schließen und die Kanäle in radialer Richtung expandieren«,

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3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Stapel solange erhitzt wird, bis die Röhren miteinander verbunden und die Zwischenräume so hinreichend geschlossen sind, daß ein Honigwabenaufbau erzeugt wird, bei dem die Zwischenräume einen vorbestimmten Bruchteil des gesamten Querschnitts des Wabenaufbaues ausmachen.

4· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Zwischenräume innerhalb des Stapels auf einem vorbestimmten Druck gehalten werden, der nicht über dem Gasdruck liegt, auf dem der übrige Teil des Stapels gehalten wird, und daß der Stapel unter Aufrechterhaltung dieser Druckverhältnisse dann erhitzt wird.

5· Verfahren nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet , daß der im übrigen Teil des Stapels aufrechterhaltene Gasdruck der Atmosphärendruck ist,

6# Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die Röhren in dem Stapel derart angeordnet werden, daß die Mittelachsen sämtlicher Röhren zueinander parallel verlaufen und die Berührungslinien von im Inneren des Stapels liegenden Röhren

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mit benachbart αϊ Röhren längs des Umfanges einer innenliegenden Röhre in gegenseitigen gleichen Umfangsabständen verteilt sind«,

7β Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die ümfangsabschnitte in der Größe etwa gleich "/2 gewählt werden, und daß der Honigwabenauf- ψ bau aus Kanälen mit viereckigen bzw, quadratischem Querschnitt hergestellt wird.

8* Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Ümfangsabschnitte in der Größe etwa gleich "/3 gewählt werden, und daß der Honigwabenaufbau aus Kanälen mit sechseckigem Querschnitt hergestellt wird.

k 9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet , daß der Stapel während seiner Erhitzung auf einen kleineren Durchmesser gezogen wird»

10. Verfahren nach Ansprüchen 1-9, dadurch gekennzeichnet , daß hohle Röhren verwendet werden, und daß die Röhrenwandung aus mindestens zwei Lagen eines glasähnlichen Materials mit einer äuSeren Bindelage

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und einer mittleren Kernlage mit entsprechenden thermischen Eigenschaften gebildet wird, wobei die äußere Bindelage eine niedrigere Viskosität als die mittlere Lage besitzt, so daß bei E_rhitzung des Röhrenstapels die äußeren Bindelagen in
hohem Maße erweichen und einander benachbarte Röhren verbinden, während die mittleren Lagen nur gerade so stark erweichen, daß die Röhren durch auftretende Oberflächenspannungen nach außen gezogen werden können.

11. Verfahren nach Ansprüchen 4 und 10, dadurch gekennzeichnet , daß der in den Zwischenräumen
herrschende vorbestimmte Gasdruck gleich dem in dem übrigen Teil des Stapels herrschenden Gasdruck gewählt wird«,

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß eine Innenlage aus einem für Spezialzwecke dienenden Material mit der Innenfläche der mittleren Kernlage der Röhren verbunden wird, wobei das Material dieser Inneninge als mit dem Material der mittleren Lage thermisch verträglich gewählt wird.

13« Verfahren zum Abdichten des Endes eines Stapels aus Röhren mit dazwischenliegenden Zwischenräumen, bei dem die
Röhreninnenräume abgedichtet werden und die Zwischenräume
zwischen den Röhren unabgedichtet bleiben, dadurch g e -

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kennzeichnet , daß das betreffende Stapelende in eine flüssige Abdichtmasse solange eingetaucht wird, bis das Abdichtmaterial längs einer ersten Strecke in die Stapelzwischenräume und längs einer zweiten Strecke in die Röhreninnenräume durch Kapillarwirkung eingedrungen ist, und daß der Stapel an einer Stelle zwischen dem Ende der ersten und der zweiten Strecke durchschnitten wird.

14. Honigwabenaufbau, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch en 1-12,gekennzeichnet durch eine Vielzahl von aus Glas oder einem glasähnlichen Material bestehenden Röhren (10, 16, 30, 70, 86, 98), die sich seitlich gegenseitig berührend miteinander verbunden sind, wobei die.Mittelachsen der Röhren parallel zueinander verlaufen und das Verhältnis von Wanddicke zu Außendurchmesser der Röhren zwischen 0,01 und 0,25 liegt.

15» Honigwabenaufbau nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet , daß das Verhältnis von Wanddicke zu Außfndurchmesser der Röhren zwischen 0,08 und 0,12 liegt,

K* Honigwabenaufbau nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet , daß die Außendurchmesser sämtlicher Röhren untereinander im wesentlichen gleich groß

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sind, und daß das Verhältnis von Wanddicke zu Außendurchmesser für alle Röhren ebenfalls untereinander gleich ist.

17e Honigwabenaufbau nach einem der Ansprüche 14-16, dadurch gekennzeichnet , daß als Material für die Röhren&urehweg Glas gewählt ist·

18» Honigwabenaufbau, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem die Röhren zwei konzentrische lagen aus unterschiedlichen Glasähnlichen Materialien umfassen und eine äußere Bindelage sowie eine mittlere Kernlage aufweisen, dadurch gekennzeichnet , daß die mittlere Lage (34) aus einem Material besteht, dessen Kühltemperatur um 50 - 20O⁰C höher als die Kühltemperatur der äußeren Bindelage 32 liegt.

19» Honigwabenaufbau nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß das Material der mittleren lage 34 eine Kühltemperatür besitzt, die um etwa 100⁰C höher als die Kühltemperatur der äußeren Bindelage 32 liegt.

20, Honigwabenaufbau nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet , daß das Verfiältnis von Dicke der äußeren Bindelage(32)zu Außendurchmesser der Röhren zwischen 0,005 und 0,15 liegt*

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21. Honigwabenaufbau nach Anspruch 20, dadurch ge-.

kennzeichnet , daß das Verhältnis von Wanddicke zu Außendurchmesser der Röhren zwischen 0,05 und 0,25 liegt,

22* Honigwabenaufbau nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß das Verhältnis von Dicke der äußeren Bindelage zu Außendurchmesser zwischen 0,02 und 0,03 liegt»

23β Honigwabenaufbau nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet , daß das Verhältnis von Wanddicke zu Außendurchmesser der Röhren zwischen 0,08 und 0,12 liegt.

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