DE2302158A1

DE2302158A1 - Verfahren zur herstellung einer sekundaeremissionskanalplatte mit gebogenen kanaelen

Info

Publication number: DE2302158A1
Application number: DE2302158A
Authority: DE
Inventors: Jacques Charles Louis Bunel; Valere Dominique Lou Duchenois; Michel Jean Claude Monnier; Remy Henri Francois Polaert
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1972-01-24
Filing date: 1973-01-17
Publication date: 1973-08-02
Also published as: FR2168861A1; FR2168861B1; US3838996A; JPS4884566A

Description

FPHN.6206,

JW/EVH.

GÜNTHER M. DAVID

Pafsnrcnssssor

Anmelder: N. V. PHIL;?* 6LOElLAMPEHFABRiEKEA

Akte: PHK- 6206
Anmeldung vom« 12. JaJl. 1973

Verfahren zur Herstellung einer Sekundäremissionskanalplatte mit gebogenen Kanälen

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Sekundäreraissionskanalplatte für Elektronenröhren, welche Kanalplatte durch einen Körper aus elektrisch wenig leitendem Material gebildet wird, welcher Körper eine Ein— und Ausgangsgrenzfläche aufweist und mit Kanälen versehen ist, deren innere Oberflächen durch Erzeugung eines Potentialunterschiedes zwischen den genannten Grenzflächen eine Sekundäremission aufweisen mit einem Koeffizienten grosser als 1 und wobei sich die Kanäle an einer gekrümmten Bahn zwischen den beiden Grenzflächen entlang erstrecken.

Durch die Krümmung der Kanäle ist es möglich, einerseits die parasitäre Elektronen- und Strahlungsemission und

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ORIGINAL INSPECTED

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andererseits die parasitäre Lichtübertragung über die Kanäle zu dämpfen.

Ursachen von parasitärer Elektronenemission sind 5 Ionisation von Gasrestmolekülen, Bildung von X-Strahlen insbesondere in der Nähe des Ausgangs der Kanalplatte, wenn die Verstärkung gross ist. Durch den Potentialgradienteji und durch das Fehlen irgend eines Hindernisses dringen die Ionen und im allgemeinen alle durch die Reaktion mit den Elektronen gebildeten Teilchen in die Kanäle ein. Durch Prallung gegen die"Wände der Kanäle werden parasitäre Elektronen "gebildet, die umsomehr vervielfacht werden, je nachdem sie tiefer im Inneren der Kanäle also näher bei der Eingangsfläche der Kanalplatte gebildet sind. Diese Elektronenvervielfachung zeigt sich in Form nacheilender Impulse, deren Amplitude der des Signals entsprechen kann. Dabei kann eine parasitäre Strahlungsemission auftreten und zwar in Form von X-Strahlung, die' einer Rekombination zurückkehrender Ionen und Elektronen zuzuschreiben ist« Diese zusätzliche Strahlung ändert das über die Photokathode gemessene Signal. Der Zusammenprall der genannten zurückkehrenden Ionen mit den Wänden der Kanäle kann diese Wände beschädigen.

Wenn jedoch die Kanäle eine gewisse Krümmung aufweisen,· funktioniert diese Krümmung als eine Art von Hindernis für die Bewegung der Ionen und der Reaktionsteilchen innerhalb der Kanäle und zugleich als ein Hindernis für die parasitäre Elektronen- und Strahlungsemission und auch für die unmittelbare Lichtübertragung. Dies mn kam der Fall sein bei unmittelbar dem Eingang der Kanalplatte zugelassenem Licht, das danach

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zum Ausgang der Platte geht_$ sowie bei Licht, das bei der optischen Reaktion mit den Elektronen des am Eingang der Kanalplatte angeordneten Schirms entsteht und wobei diese Elektronen zum Eingang der Kanalplatte gehen.

Eine derartige Elektrode wird in der U.S.Patentschrift Nr. 3*^61.332 beschrieben, in der jedoch kein Verfahren erwähnt wird zur Verwirklichung der Krümmung der Kanäle,

Ausserdem bilden Verfahren zur Herstellung einer derartigen Elektrode den Gegenstand der französischen Patentanmeldung Nr. 7·θ44.663 der Anmelderin, welche Anmeldung am 11, Dezember 1970 eingereicht wurde.

Das angewandte Verfahren besteht aus der Bildung eines Paserbündels vom Typ, durch den die Kanalplatten gebildet werden, d.h. entweder aus einer Paser, welche die Form einer Hülle aus Hartglas mit einem Kern aus löslichem Glas hat, oder aus einer Faser in Form von Hartglas, das einen Metallkern bedeckt oder aber aus einer Faser in Form einer hohlen Glasröhre, die mit neutralem Glas gefüllt ist. Weiter besteht dieses Verfahren aus dem Einklemmen des genannten Bündels an den zwei Enden zwischen zwei Klemmen, von denen die eine, unbeweglich und die andere in vertikaler und horizontaler Richtung verschoben werden kann oder eine Drehbewegung um die Bündelachse erhält,, während das genannte Bündel zwischen den zwei Klemmen bi3 zur Erweichungstemperatur des Glases erwärmt wird. Von dem auf diese Weise verformten Bündel lässt sich danach die gewünschte Kanalplatte erhalten und zwar dadurch, dass diese aus dem verformten Teil des Bündels ausgeschnitten wird.

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Ein derai'tiges Verfahren weist jedoch den Nachteil auf, dass man über eine verhältnismässig grosse Menge Werkstoff verfügen muss, die bereits zu Faserbündeln verarbeitet worden ist» usid von denen ein bestimmter Teil Ausschuss bedeutet

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nach dem Krümmen und dem Schneiden der Bündel.

Ein Verfahren, das in bezug auf die Menge verarbeiteten Werkstoffes zu Faserbündeln wir ts cha f tüder ist, wäre beispielsweise ein Verfahren, bei dem ursprünglich gerade Fasern verwendet werden und wobei die Platte nachher verformt wird und zwar unter dem Einfluss einer mechanischen Spannung, die wShrend einer Periode wirksam ist, in der das Glas bis etwa den Erweichungspunkt erwärmt wird.

Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, eine der Oberflächen der Platte gegenüber der anderen zu verschieben, wobei diese Oberflächen während dieser Handlung nach wie vor praktisch parallel bleiben, wobei jedoch die Fasern eine gewisse Krümmung erhalten«

Es treten dabei jedoch visle Probleme auf, die sich insbesondere auf Reaktionskräft© beziehen, die der Werkstoff bei der angewandten Spannung aufweist. Diese Reaktionskräfte weichen jedoch in Richtung und in Modul vom einen Punkt des Körpers bis zu einem anderen voneinander ab, sogar wenn die Spannung in Richtung und in Wert gleichmässig verteilt ist. Die Folge ist, dass die Verformung von Punkt zu Punkt verschieden ist.

Die Spannung kann beispielsweise durch schräg angreifende Druckkräfte verwirklicht werden,, die in allen Punkten der

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f!Sehen angreifen und wobei der Angriffswinkel

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die gewünschte Verschiebung erleichtern würde.

Die Art und Weise, wie sich die Kanalplatte unter dem Einfluss einer derartigen Druckkraft benimmt, lässt sich kaum genau beschreiben. Dieses Benehmen lässt sich zusammenfassen, wenn man einen Unterschied macht zwischen den Einflüssen von einerseits Anteilen, die senkrecht auf den Druckflächen stehen und andererseits Anteilen, die in diesen Flächen tangentiell gerichtet ist.

Was den Einfluss der senkrecht gerichteten Anteile anbelangt, weicht dieser von der Mitte der Platte zum Umfang derselben ab$ in der Mitte wird jede Faser "einzeln in ihrer Form und Lage gehalten und zwar durch alle anderen Fasern, die regelmässig um die betrachtete Faser gegliedert sind; die Reaktionskräfte gegen die Verformung der genannten Faser sind quer auf die genannten Oberflächen gerichtet.

Für eine nicht in der Mitte liegende Faser dagegen ist die Reaktion, welche die in der Mitte liegenden Fasere aufweisen gegenüber dem Einfluss der genannten senkrechten Anteile grosser als die Reaktion der Fasern, die sich am Plattenumfang befinden. Die Reaktion des.Werkstoffes während der Verformung führt also zu einer Resultierenden, die mit den senkrecht auf die Flächen gerichteten Druckanteilen einen geraden Winkel einschliesst.

Dies hat zur Folge, dass unter dem Einfluss der letztgenannten Anteile die Verformung der Platte in der Mitte klein ist, während am Umfang der Platte die Verformung tonnenförmig sein kann und zwar durch die Tatsache, dass die Fasern dort geneigt sind, verhältnismässig dicker zu werden als die

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Fasern in der Mitte der Platte und durch Biegung in Richtung der Aussenseite der Platte. Dies führt zu einer Krümmung der Glasfasern, die in der Mitte der Platte praktisch Null und an anderen Teilen der Platte äusserst ungleichmässig ist.

Der durch den Einfluss der tangentiellen Anteile zu erwartende Effekt ist zwar eine gewisse Abschiebung des Materials aber eine Abschiebung, bei der die Fasern eine Krümmung erfahren, die mit einer unerwünschten Beugung der Kanalplatte einhergeht, wobei diese Beugung umso wahrscheinlicher ist, je nachdem das Verhältnis zwischen der Dicke und dem Durchmesser der Platte kleiner ist. Bei üblichen Kanalplatten ist die Dicke beispielsweise 2,5 mm und der Durchmesser beträgt 25 mtn,

Es sei bemerkt _f dass die horizontalen Anteile der gleichmässig verteilten Druckkräfte -sich der genannten Beugung widersetzen und den Mangel an Starrheit der Platte auszugleichen versuchen.

Eine andere Form von Spannung, die ebenfalls zu einer Verformung mit Verschiebung einer der Plattenoberflächen gegenüber der anderen Fläche führen und den Fasern eine gewisse Krümmung erteilen würde, ist beispielsweise diejenige, die Zugkräften zugeschrieben werden könnte, welche Kräfte in zwei einander entgegengesetzten Richtungen schräg an den beiden Plattenoberflächen angreifen wurden. Aus Gründen, die den bereits erwähnten entsprechen, würde sich die Kanalplätte wie folgt benehmen. Die senkrecht auf die Flächen gerichteten Zugkraftanteile würden wenig Verformung verursachen in der Mitte der Platte während die Ränder der Platte

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die Neigung hätten, eine Hohlform anzunehmen, wobei der Durchmesser der Randfasera gegenüber dem Durchmesser der Fasern in der Mitte der Platte verringern würde und die genannten Randfasern die Neigung aufweisen würden, sich zu dehnen und nach der Innenseite der Platte zu biegen, was ebenfalls zu einer Faserkrümmtmg führen würde, die in der Mitte der Platte gleich Null ist und die von der Mitte zum Umfang der Platte verlaufen würde. Unter den: Einfluss der tangentiell gerichteten Anteile würde ein Abschiebeeffekt auftreten, wie im Falle der Druokkräfte, und zugleich eine gewisse Biegung der Kanalplatte, wobei diese Biegung in günstigem Sinne durch die senkrecht auf dis Plattenoberflächen gerichteten Anteile verhindert werden würde.

Es lässt sich also feststellen, dass bei Anwendung einer schräg an den PlattenOberflächen angreifenden Spannung zur Erhaltung der gewünschten Verformung der Platte die genannten senkrecht gerichteten Anteile notwendig sind um zu verhindern,dass Biegeerscheinungen äeT Platte auftreten, obschon diese Anteile bestimmte Nachteile aufweisen.

Die Erfindung bezweckt u.a. ein Verformungsverfahren zu schaffen, das auf der Anwendung einer schräg auf die Plattenoberflächen gerichteten Spannung beruht, wodurch eine der Plattenoberflächen gegenüber der anderen verschoben wird, während man zur Verhinderung einer Biegung der Platte auf nützliche Weise die senkrecht auf die Platte gerichteten Spannungsanteile anwendet ohne dass diese Anteile zu in allen Richtungen ausgeübten Effekten im Inneren der Kanalplatte führen, nämlich zu in allen Richtungen ausgeübten

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Umfangsbeugungseffekten der Fasern.

Durch Kunstgriffe, die den Gegenstand der Erfindung -bilden, werden die genannten in allen Richtungen ausgeübten Effekte während der Verformung aufs neue orientiert und "kanalisiert" und zwar in der Richtung der Verschiebung der einen Plattenoberfläche gegenüber der anderen," ·.·...

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung einer Kanalplatte mit gekrümmten Kanälen weist das Kennzeichen auf, dass eine Platte aus geraden Fasern dem Einfluss einer mechanischen Spannung ausgesetzt wird, die schräg an den Kanaloberflächen angreift, wobei die im Inneren der Platte liegenden Ebenen isotherme Ebenen sind, während mindestens in einem Teil der Plattendicke die Temperaturverteilung entsprechend einer Senkrechte auf den Plattenflächen derart ungleichmässig ist, dass im genannten Dickenteil das Glas sich, in einem Zustand befindet, der zwischen dem viskosen und dem elastischen Zustand liegt, und dass in anderen Dickenteilen das Glas sich völlig ausserhalb des viskosen Zustandes befindet.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung auf die Flächen der Platte ausgeübt wird und zwar mittels einen anderen Körpers, der durch zwei aufeinanderschiebende Teile gebildet wird, wobei jeder Teil einen kraitschlüssigen Kontakt mit einer der Plattenoberflächen macht odex* auch, mit bestimmten Teilen der Seitenoberfläche- der Platt© und wobei durch die Form jedes genannten Teils vermieden, wird, dass während der Verformung Quellerscheinungen der Platte oder das Auswärtsbiegen der Umfangsfasem auftreten

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würde und zwar in Richtungen etwa in einer Richtung, die senkrecht auf die Verschiebungsrichtung steht, während im allgemeinen während der Verschiebung die Biegung der Fasern aufs neue orientiert wird, und zwar unter dem Einfluss der tangentiell gerichteten Spannungsanteile und zwar derart, dass die Richtung der Konvexität der genannten Eiegungen überall mit der Verschiebungsrichtung zusammenfällt.

In einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens, wobei die Spannung durch eine Druckkraft geliefert wird, wird die Platte in einem durch zwei Teile gebildeten Stempel geklemmt, wobei die innere Form dieser Teile der Form der Platte entspricht und wobei es einen gewissen Spielraum zwischen den genannten Teilen gibt um Verschiebung eines der Teile gegenüber dem anderen zu ermöglichen.

Die Erfindung weist das Kennzeichen auf, dass die Breite der inneren Seitenränder des Stempels ändert, wobei diese Breite gross ist und maximal in den diametralen Teilen die in der Nähe des diametralen Teils liegen, der senkrecht auf die Verschiebungsrichtung steht, während dagegen die Breite klein und minimal ist, in den diametralen Teilen, die in der Nähe des Teiles liegen, der sich parallel zu der Verschiebungsrichtung erstreckt.

In einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemUssen .Verfahrens wird der zum Ausüben von Spannung verwendete Zwischenkörper durch zwei Blöcke gebildet, von denen der eine auf einer der Plattenoberflächen befestigt ist und der andere auf der ander Plattenoberfläche, wobei der Werkstoff dieser Blöcke eine Verformung aufweist, die gegenüber

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der des Glases der Platte bei der Temperatur und bei der Arbeitsspannung vernachlässigt werden kann.

Es ist vorteilhaft, wenn die Blöcke aus Glas hergestellt sind, das sich in demselben Lösungsmittel löst wie das Glas der Faserkerne,

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den

Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 die Zerlegung einer Druckkraft, die schräg auf den Flächen einer Kanalplatte aus geraden Fasern angreift und einen Anteil liefert, der senkrecht auf den Plattenoberflächen steht und einen anderen Anteil, der gegenüber diesen Flächen tangentiell gerichtet ist,

Fig. 2 eine schaubildliche schematische Darstellung der Kontaktoberflächen zwischen einer Platte und einem Stempel, der zum Ausüben einer schräg auf den Plattenoberflächen angreifenden Druckkraft verwendet wird,

Fig. 3 einen Schnitt durch den Stempel entsprechend' der senkracht auf den Plattenoberflächen stehenden Ebene mit dem Durchmesser B-B*,

Fig. 4 einen Schnitt durch denselben Stempel entsprechend der Ebene, die senkrecht auf dem Durchmesser B-B¹ steht mit dem Durchmesser A-A¹ wobei die Verschiebungsrichtung angegeben 1st,

Fig. 5 einen Schnitt durch die Platte im Inneren des Stempels entsprechend der in bezug auf Fig. k erwähnten Ebene, jedoch nach der Verschiebung in der Richtung A-A¹, Fig. 6a die Verformung der Fasern, wobei die Temperatur

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an den zwei Plattenoberflachen gleich ist und niedriger ist als die Temperatur im Inneren der Platte,

Fig. 6b eine Darstellung der Verformung der Fasern, wobei die Temperatur an den zwei Plattenoberflächen gleich und höher ist als die Temperatur im Inneren der Platte,

Fig, 7^a eine Darstellung der Verformung der Fasern, wobei die Temperatur an den zwei Oberflächen unterschiedlich ist und wobei eine Temperatur niedriger ist als die höchste Entspannungstemperatur des verwendeten Glases,

Fig, Tb eine Darstellung der Verformung der Fasern, wobei die Temperatur an den zwei Plattenoberflächen verschieden ist und wobei die eine Temperatur höher ist als die höchste Entspannungstemperatür des verwendeten Glases,

Fig. 8 eine Darsteirung einer Faserplatte, auf der ein auf jeder der Plattenoberflächen angeordneter Block eine Spannung ausübt in Form einer Druckkraft oder Zugkraft, die insbesondere parallel zu den Plattenoberflachen gerichtet ist (Schubspannung),

Fig. 9 ^ein Gefüge aus Platten und auf denselben angeordneten Blöcken zum Ausüben einer Reihe von Schubspannungen.

Zur Beschreibung des erfindungsgemSssen Verfahrens wird in diesem Zusammenhang als Beispiel die Herstellung einer Kanalplatte aus geraden Fasern genommen, für welche Platte die Form eines kreiszylindrischen Körpers gewählt wird, v/obei «lie Dicke des Zylinders gegenüber dem Durchmesser gering ist. Das Verfahren ist jedoch auf viele andere Formen zylinderförmiger oder prismatischer Platten, deren Basis kein Kreis ist, anwendbar»

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Fig. 1 zeigt das Prinzip des Verformungsverfahrens einer Faserplatte 1 unter dem Einfluss einer schräg angreifenden Druckkraft. Mittels eines Stempels mit einer bestimmten Konfiguration, von dem eine Abbildung in den Fig. 2, 3 und 4 dargestellt ist, wird pro Oberflächeneinheit eine schräg angreifende Druckkraft F auf jeder der Flächen 2 und 3 der Platte 1 ausgeübt. Diese Kraft F lässt sich in einem Anteil Fn, der senkrecht auf den genannten Flächen steht, und in einen Anteil Ft, der gegenüber diesen Flächen tangentiell gerichtet ist, zerlegen.

Mit Hilfe von Erwärmungs- und Kühlungsmitteln, die in den Figuren nicht dargestellt sind, wird gleichzeitig eine gewisse Temperaturvertexlung im Inneren der Platte herbeigeführt. Diese Temperaturvertexlung ist derart, dass die gegenüber den Plattenoberflächen parellelen Ebenen isothermische Ebenen sind, dass die Aenderung der Temperatur entsprechend der Senkrechten auf den Oberflächen derart ist, dass in bestimmten Dickenteilen der genannten Platte ein Temperaturgradient vorliegt, der von der senkrechten Verschiebung gegenüber den Flächen abhängig ist und dass die Temperatur in den genannten Dickenteilen zwischen der höchsten Entspannungstemperatur und der Erweichungstemperatur des verwendeten Glases liegt. Diese Temperaturverteilung veranlasst ausserdem keine wesentliche Verformung des Stempels.

Jn den genannten Dickenteilen der Platte befindet sich, das Glas in einem Zustand, der zwischen dem elastischen und dem viskosen Zustand liegt. In diesem Zwischsnzustand behält das Glas einen Teil der elastischen Eigenschaften und kann es

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Dauerverformurgen erfahren. Die Tatsache, dass das Glas noch einen Teil der elastischen Eigenschaften aufweist, lässt die Uebertragung der Spannungen in das Innere der Platte zu und die Vereinheitlichung dieser Uebertragung. Unter dem Einfluss der den Kräften F zuzuschreibenden Spannungen und insbesondere unter dem Einfluss der tangentiell gerichteten Anteile F^ der Kräfte F tritt eine relative Verschiebung der unterschiedlichen parallelen Werkstoffschichten an der Oberfläche der Platte auf, insbesondere der Oberfläche 2 gegenüber der Oberfläche 3» wobei diese zwei Oberflächen sich praktisch parallel erstrecken, während die Richtung der Verschiebung der Richtung der Anteile F. entspricht.

Der Abstand,'über den diese Verschiebungen auftreten, ist eine Funktion des physikalischen Zustandes des Glases und der Temperatur des Glases. Im Inneren der Dickenteile, wo das Glas sich in einem Zustand befindet, der zwischen dem viskosen und dem elastischen Zustand liegt, und wo zugleich ein Temperaturgradient herrscht, sind die Verschiebungen der unterschiedlichen Schichten auf eine derartige Weise kombiniert, dass eine ständige Krümmung der Fasern auftritt.

Es ist günstig, wenn der durch die Druckkraft F und die Senkrechte auf die Plattenoberfläche gerichtete Kraft Fn nicht viel von dem Reibungsgrenzwinkel zwischen der Stempeloberfläche und der Plattenoberfläche abweicht. Auf diese Weise erfolgt die Übertragung der Spannung der schräg angreifenden Druckkraft auf eine zweckmässigere Art und Weise als in dem Falle, wo der Winkel grosser sein würde.

Da bei den Versuchen ein Stempel aus Kohlenstoff

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verwendet wurde, ist für den Winkel ein Wert von 15° gewählt, der Winkel ist damit etwas kleiner als der Grenzwinkel. Wenn der Winkel Cn kleiner ist als der Grenzwinkel ist die Krümmung der Kanäle weniger stark.

Das Auftreten ohne weitere Kunstgriffe der senkrecht auf die Oberflächen gerichteten Anteile würde am Umfang eine tonnenförmige Quellung zur Folge haben, wie dies dixrch die gestrichelte Linie 4 angedeutet ist. Die Fasern erfahren dabei sich, in vielen Richtungen erstreckende Biegungen, die in all.en Querschnittsebenen, die senkrecht auf den Oberflächen entsprechend den Durchmessern derselben stehen, gerichtet sind, vras zu einer Ungleichheit der Krümmung im Inneren der Platte führt.

Dieser mögliche Nachteil wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vermieden. Die Platte wird dabei festgeklemmt in einem Stempel mit einer Form, die es ermöglicht, die sich in vielen Richtungen erstreckenden Effekte der senkrecht auf die Oberflächen gerichteten Anteile der schräg angreifenden Druckkraft in Richtung der Verschiebung zu bringen und zu kanalisieren. Angepasst an eine zylinderförmige Platte hat das Innere des Stempels nach der Erfindung die Form eines Zylinders zweier gleicher Teile, von denen der eine gegenüber dem anderen verschieben kann. Jeder Teil hat Seiten ungleicher Höhe und zwar derart, dass die Berührungsoberflächen des genannten Stempels und der Platte die besondere Geometrie erhalten können, die in Fig. 2 dargestellt ist.

Einerseits erfolgt die Berührung mit den Plattenoberflächen über kreisförmige Oberflächen 21 und 23 und andererseits

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über die Seitenoberfläche der Platte an den schraffierten Oberflächen 23 und 24 entlang. Die Richtung der Verschiebung der Fläche 21 gegenüber der Fläche 22 ist durch einen Pfeil angedeutet. Diese Seitenoberflächen haben eine Symmetrieebene, welche die senkrecht auf die Plattenoberflächen gerichtete Ebene entsprechend dem Durchmesser A-A¹ ist.

Für jeden Stempelteil weist die Berührungshöhe einen maximalen wichtigen Wert im Querschnitt auf, der entsprechend dem Querschnitt B-B¹ senkrecht ist, senkrecht auf A-A¹, und einen minimalen Wert im Querschnitt entsprechend A-A', Der Querschnitt des Stempels entsprechend B-B¹, wie dargestellt in Fig. 3, ist rechtwinklig. In dieser Figur ist zugleich die maximale Höhe h„ der Berührungsseitenoberfläche entsprechend diesem Querschnitt angedeutet und· auch der Spielraum (et%/a 0,2mm) was notwendig ist, um die Verschiebung des Stempelteils 41 über einen anderen Stempelteil 43 zu ermöglichen.

Der in Fig. 4 dargestellte Querschnitt gemäss der Achse A-A¹ hat eine völlig andere Form. In bezug auf diese Figur ist vorausgesetzt, dass die Bewegung des Teils 41 in Richtung des Pfeiles 42 erfolgt und dass die Bewegung des Teils 43 in Richtung des Pfeils 44 erfolgt. Die Form des Querschnitts hängt von der Richtung dieser Bewegungen ab. Der Querschnitt des unteren Teils des Stempels ist derselbe wie der des oberen Teils mit Ausnahme eines Drehungswinkels von 180° um eine Achse, die in der Mitte der Platte senkrecht auf den Plattenoberflächen steht«

Diese Querschnitte weisen je .eine Abschrägung 45, 46 für den oberen Teil bzw. den unteren Teil auf, und zwar derart,

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dass die laterale Kontakthöhe zwischen dem Stempel und der Platte minimal ist und h entspricht.

m ^r

Auf dem oberen Teil ist beispielsweise diese minimale Kontakthöhe im Punkt A¹ erreicht. Wenn man vom Querschnitt entsprechend B-B' zum Querschnitt entsprechend A-A^! übergeht_; und zwar auf demselben Teil, verringert die Kontakthöhe h progressiv von iu, bis h wenn man von B¹ nach A¹ geht oder von B nach A¹, wobei in bezug auf die Abschrägung 45 die Oberfläche, die entsprechend der Ebene B-B¹ null ist, maximal wird am Punkt A¹ entsprechend der Ebene A¹. Ueber den halben Kreisumfang B¹ AB ist die Kontakthöhe beispielsweise konstant und entspricht dem maximalen Wert, obschon dies nicht unbedingt notwendig ist.

Die durch den Stempel schräg an den Plattenoberflächen angreifenden Druckkräfte F erstrecken sich parallel zum Querschnitt entsprechend AA¹, und in dieser Richtung erfolgt die Verschiebung der einen Plattenoberfläche gegenüber der anderen.

Beim Ausüben der Druckkraft und infolge der besonderen inneren Form des Stempels verliert der Effekt der senkrecht auf die Plattenoberflächen gerichteten Anteile die Drehsymmetrie die zu diesem Effekt führen würde, falls die schraffierten Streifen 24 und 23 nicht vorhanden wären oder falls diese Streifen einen konstanten Wert hätten.

Die Art und Weise, wie eine in einem derartigen Stempel geklemmte Platte sich benimmt, wird durch eine Kombination erklärt, die dann auftritt zwischen einerseits dem durch die senkrecht gerichteten Anteile durchgeführten Effekt und

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andererseits dem durch die tangentiell gerichteten Anteile ausgeübten Effekt, wobei die Tatsache berücksichtigt werden muss, dass das Glas auf eine derartige Temperatur gebracht wird, dass dies eine ständige Verformung erfahren kann aber dabei einen Teil der elastischen Eigenschaften beibehält, welche die Uebertragung und Spannungen im Inneren des Glases zulassen. Insbesondere ermöglichen es diese elastischen Eigenschaften die durch die Seitenränder des Stempels auf die Platte ausgeübten Spannungen zu übertragen. Der Effekt der senkrecht auf die Plattenoberflächen gerichteten Spannungen , die auf die Pasern ausgeübt werden, die sich in geraden Querschnitten entsprechend Durchmessern befinden, die in der Nähe der Richtung von B-B¹ liegen, nämlich am Umfang der Platte, wird vermieden. Die tonnenförmige Quellung infolge der Biegung der Pasern nach der Aussenseite der Platte wird durch die breiten Seitenränder dieses Stempels entsprechend den genannten Querschnitten vermieden. Die Biegung der Fasern wird aufs neue orientiert und zwar entsprechend der Richtung der Verschiebung, die unter dem Einfluss der tangentiell gerichteten Anteile erfolgt, die zu einem Abschiebe-Effekt des Werkstoffes führen, und zwar derart, dass die Konvexität der genannten Biegung in Richtung der genannten Verschiebung verdreht wird, wobei sich die Biegung ausserdem mit der genannten Verschiebung kombiniert. Die Form, welche die Fasern erhalten, wird durch die Linien kl in Fig. 5 angedeutet wobei die Verschiebung von 41 gegenüber h"} in Richtung des Pfeiles 52 erfolgt.

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In den geraden Querschnitten entsprechend den Durchmessern, die in der Richtung A-A' liegen, sind die 'Verformungserscheinungen sehr verschieden. Die Biegung, die unter der exklusiven Einwirkung der senkrecht gerichteten Anteile nach aussen, was die am Umfang liegenden Fasern anbelangt, erfolgt, würde parallel zu den Ebenen der genannten geraden Querschnitten* erfolgen.

Durch die Tatsache jedoch, dass auch tangentiell gerichtete Schiebespannungen hervorgerufen werden, ändert sich die Richtung der Biegung gewisser Fasern und zwar derjenigen Fasern, die in beispielsweise A¹ liegen, wenn die Verschiebung von A¹ nach A erfolgt, wobei diese Richtungsänderung derart stattfindet, dass die Konvexität dieser Biegung gleichmässig im Sinne der Verschiebung gedreht wird und zwar für alle Fasern, die im betrachteten Querschnitt liegen, Wie obenstehend bereits erwähnt, wird die genannte Biegung mit der Verschiebung kombiniert, damit eine Krümnrangsform erhalten, wird, wie diese durch 51 in Fig. 5 dargestellt ist.

In geraden Querschnitten entsprechend dem zwischen AA¹ und BB¹ liegenden Durchmessern erhalten die Erscheinungen zum Teil ihre Form aus demjenigen, das erfolgt in den Querschnitten entsprechend BB¹ und zum Teil aus demjenigen, das erfolgt in den Querschnitten entsprechend AA'. Je weiter der Abstand von BB¹ ist, omso weniger ist es notwemdig, in dem zur "rechten Seite von B¹ liegenden Plattenteil in Fig. 2 die Biegung der Fasern aufs neue in Richtung und im Sinne der Verschiebung zu orientieren, was also bedeutet, dass es weniger notwendig wird, die Biegung'sbewegung der Fasern

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nach der Aussenseite der Platte zu vermeiden, was die Verringerung der Höhe der Stempelränder bedeutet, wenn man von B¹ nach A¹ oder von B nach A' geht.

In dieser Ausführungsform nach der Erfindung ist der Effekt der Faserbiegung die den senkrecht gerichteten Anteilen der Druckkraft zuzuschreiben ist, im allgemeinen aufs neue in der ganzen Platte orientiert und zugleich auf gleichmässige Weise in Richtung der Verschiebung, und zwar derart, dass nach der Verformung die Kanäle alle in Ebenen liegen, die sich etwa parallel zur Richtung der Verschiebung und parallel zu den schräg an der Platte angreifenden Druckkräften erstrecken.

In dieser Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, mehrere Krümmungstypen für die Faserplatte zu wählen, wenn auf die Verteilung der Temperaturen entsprechend einer Senkrechten auf den Ebenen der Faserplatte eingewirkt wird, wobei die Verwirklichung dieser Temperaturverteilung während mehrerer Erwärmungs- und Kühlungsphasen stattfindet.

Zur Vereinfachung wird nachstehend vorausgesetzt, dass die nicht gleichmässige Temperaturverteilung sich auf die ganze Dicke der Platte bezieht. Die Erfindung bezieht sich selbstverständlich ebenfalls auf den Fall, in dem die nicht gleichmässige Temperaturverteilung in einem oder mehreren Teilen der Dicke der Platte verwirklicht wird, wobei die für das Verfahren durchgeführten Handlungen dieselben bleiben.

Diese Temperaturverteilung kann gegenüber der Symmetrieebene, die sich parallel zu der Plattenoberfleiche erstreckt, symmetrisch verwirklicht werden.

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Dazu wird die Platte beispielsweise gleichmässig bis zu einer Temperatur in der Nähe der Erweichungstemperatur des Glases erwärmt, wonach die Plattenoberflächenderart abgekühlt werden können, dass die Temperatur im.Inneren der Platte höher ist als die in der Nähe der Oberflächen derselben, wobei die letztgenannte Temperatur immer etwas höher ist'*als die"höchste Entspannungstemperatur des Glases. Die Verformung der Kanäle ist dann wie diese in Fig. 6a dargestellt. Diese Verformung weist einen .Biegepunkt in der Mitte der Platte auf.

In einer anderen Folge der durchgeführten Handlungen werden, nachdem die Platte bis zu einer Temperatur erwärmt ist, die zwischen der höchsten Entspannungstemperatur des Glases und der Erweichungstemperatur derselben liegt, die Plattenoberflächen weiter derart erwärmt, dass die Temperatur dieser Flächen höher ist als die Temperatur im Inneren der Platte, ohne dass da*bei jedoch die Erweichungstemperatur überschritten wird, Die auf diese Weise erhaltene Verformung' ist in Fig. 6a dargestellt.

Im Gegensatz dazu ist es möglich, die Temperaturverteilung nach der Erfindung asymmetrisch zu verwirklichen.

Die Temperatur steigt dann von der einen Oberfläche zur anderen aber liegt nach wie vor zwischen der höchsten Entspannungstemperatur und der Erweichungstemperatur des Glases·

Die Temperatur der kältesten Plattenoberfläche (kalte Oberfläche) kann kleiner oder grosser sein als die Entspannungstemperatur.

Die auf diese Weise erhaltene Verformung ist dann wie

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in Fig, 7a oder vrie in Pig. 7*> dargestellt ist.

In Fig. 7& ist die Krümmung der Kanäle der kalten Plattenoberfläche gleich null und hat einen von null abweichenden Wert an der anderen Plattenoberfläche (warme Oberfläche).

In Fig. 7b ist die Krümmung anders als null und zwar an der kalten sowie an der warmen Plattenoberflache.

Zur Erhöhung der Rentabilität des Verfahrens ist es selbstverständlich möglich, eine Platte mit gebogenen Fasern, beispielsweise mit den Fasern, die mittels einer symmetrischen Temperaturverteilung erhalten worden sind, .parallel zu den Plattenoberflächen durchzusägen. Auf diese Weise kann man über zwei Platten verfügen, die denjenigen Platten, die durch eine asymmetrische Temperaturverteilung während der Verformung erhalten worden sind, entsprechen. -

Nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens wird der zum Ausüben der Spannung auf die Platte verwendete Zwischenkörper durch zwei Blöcke gebildet, wobei jeder Block mit einem der Oberflächen der Faserplatte verbunden wird.

Die Platte wird ebenfalls bis zu einer Temperatur ^y erwärmt, die im bereits erwähnten Gebiet liegt. In bezug auf diese Temperatur haben die angeordneten Blöcke die Eigenschaften eines Festkörpers.

Ein nach dieser Ausführungsform des Verfahrens erhaltenes Ganzes wird in Fig. 8 dargestellt. Die Faserplatte wird durch 81 angedeutet und die zwei an der Platte angeordneten Blöcke durch 82 bzw. 83. Die auf diese Blöcke ausgeübten Kräfte 8k

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und 85 erstrecken sich parallel zueinander und-können gegebenenfalls schräg an den Oberflächen angreifen, aber es ist auch möglich, dass, wie aus dem Nachstehenden hervorgeht, diese Kräfte sich parallel zu den Plattenoberflächen erstrecken.

Nach dieser Ausführungsform kann einer der Blöcke fest mit der Platte verbunden werden, während der andere Block nach wie vor in e.iner Ebene beweglich ist, die sich parallel zu den Seitenflächen der Platte erstreckt.

Es ist notwendig, dass der Werkstoff, aus dem die Blöcke bestehen, einen thermischen Ausdehnungskoeffizienten hat, der nur wenig von dem des Glases der Faserplatte abweicht, damit eine gute Befestigung erhalten wird. Ausserdem muss die Verbindungsnaht, zwischen der Platte und dem Block und der Block selbst der Spannung, die bei der Temperatur, bei der die Verformung stattfindet, ausgeübt wird, ohne beeinträchtigende Verformung wiederstehen können.

Nach dieser Ausführungsform des Verfahrens erfüllen die Blöcke eine zweideutige Rolle. Einmal dienen die Blöcke zum Ausüben der Zug- oder Druckspannungen. Zum anderen, nachdem jede Faser mit den genannten Blöcken verbunden ist, bilden diese Blöcke ausserdem im wesentlichen auf jeder der Flächen der Platte eine starre mechanische Verbindung zwischen den unterschiedlichen Kanälen und diese Verbindung wiedersetzt sich der Biegung der Platte während ihrer Verformung unter dem Einfluss der Druck- oder Zugkräfte. Dies hat zur Folge, dass diese Kräfte nicht notwendigerweise senkrecht auf die Platte gerichtete Anteile brauchen, wie in den vorhergehenden Ausführungsformen des Verfahrens, und folglich sich prallel zu den Plattenoberflächen erstrecken können.

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Gegenüber vorhergehenden Ausführungsformen weist die letztgenannte Ausführungsform des Verfahrens den Vorteil auf, dass durch die Tatsache der starren Verbindung zwischen den Fasern mittels der genannten Blöcke die pro Verschiebung verwirklichten Verschiebungen allen Fasern gleich sein werden. Auf diese Weise erhält man eine bessere Vereinheitlichung der Krümmung der Kanäle im Inneren der Platte.

Es ist vorteilhaft, wenn der Werkstoff der Blöcke eine Eisen-Nickel- oder eine Chrom-Eisen-Legierung ist, die mit mehreren Glasarten, die den Kanal und den löslichen Kern bilden, verbunden werden kann und wenn bei .einer Temperatur zwischen 20° und 320⁹ C der Ausdehnungskoeffizient des ge-

-7 nannten Werkstoffes dieselbe Grössenordnung 100.10 hat wie der der genannten Glasarten.·

Nach der Verformung der Platte werden die angeordneten Blöcke mittels eines Lösungsmittels, das entweder das Verbindungsglas oder das Mantelglas und das Kernglas der Faser lösen kann, entfernt.

Nach einer anderen Technik werden durch Schneiden dünne Plattenteile nach der Verformung von der Platte entfernt.

Es ist günstig, wenn die genannten Blöcke aus Glas hergestellt sind, deren höchste Entspannungstemperatur höher ist als die der Platte und wenn die Blöcke mit dem Glas der Platte Verbindungen ermöglichen, die mechanischen Verformungen, in diesem Fall Biegungen, widerstehen..

Derartige Glasarten können aus den Arten gewählt werden, die durch dasselbe Lösungsmittel (beispielsweise verdünntes GlH) als das für das Kernglas der Fasern gelöst werden, wobei die

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genannten Lösungsmittel keinen Einfluss auf die Kanäle selbst haben. Nach der Verformung werden die in Fig. 8 dargestellten Gefüge in eines der genannten Lösungsmittel getaucht und nach einiger Zeit verfügt man auf diese Weise über die Platte

mit gebogenen Kanälen,

Solche Glasarten sind beispielsweise diejenigen, die mit anderen Glasarten verschweisst werden können, wobei eine Entglasung des Glases an der Stelle der Verbindung stattfindet, die auf diese Weise einen sehr guten mechanischen Widerstand; erhält und eine Erweichungstemperatur hat, die höher· ist als die des durch diese Glasarten gebildeten Ganzen.

Um das Verfahren für Massenherstellung von Kanalplatten anwenden zu können, schafft eine Erweiterung des Verfahrens eine Verbindung mehrerer Faserplatten, jeweils verbunden mit Blöcken, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist. Die Platten werden durch 91, 93, 95 bezeichnet, während 90, 92, ^h und 96 die Glasblöcke oder Blöcke, die aus einem Werkstoff hergestellt sind, die mit den Platten verschweisst werden können, bezeichnen.

Mit üblichen mechanischen Mitteln werden auf die Blöcke 9Oi 92, 94 und 96 Schiebespannungen ausgeübt, die sich parallel zu den Plattenoberflächen erstrecken, beispielsweise die Spannungen F_Q, F^, Fjl, F,- die alle denselben Wert haben jedoch jeweils in einer anderen Richtung ausgeübt werden. Die auf diese Weise erhaltenen Körper werden danach dem Einfluss derselben Lösungsmittel, wie diese obenstehend beschrieben wurden, ausgesetzt, um auf diese Weise die Platten mit gebogenen Kanälen von den genannten Körpern zu trennen* .

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Claims

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P ATENTAN^TS PRUECHE s

1. ) Verfahren zur Herstellung einer Sekundäremissionskanalplatte mit gebogenen Kanälen, dadurch gekennzeichnet, dass eine Platte aus geraden Fasern dem Einfluss einer mechanischen Spannung ausgesetzt wird, die schräg an den Plattenoberflächen angreift, "wobei die im Inneren der Platte liegenden Ebenen isotherme Ebenen sind, während mindestens in einem Teil der Plattendicke die Temperaturverteilung entsprechend einer Senkrechten auf den Plattenflächen derart ungleichmässig ist, dass im genannten Dickenteil das Glas sich in einem Zustand befindet, der zwischon dem viskosen und dem elastischen Zustand liegt, und dass in anderen Dickenteilen das Glas sich völlig ausserhalb des viskosen Züstandes befindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet-, dass sich ein Plattendickenteil, in dem die Temperatur nicht gleichmässig verteilt ist, über die ganze Dicke der Platte erstreckt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung durch eine Druckkraft geliefert wird, die über einen anderen Körper ausgeübt wird, der durch zwei übereinanderschiebende Teile gebildet wird, wobei jeder Teil in kraftschlüssiger Verbindung mit einer der Plattenoberflachen ist, und auch mit bestimmten Teilen der Seitenoberflächen der Platte, wobei die genannten Körperteile Biege- und Umfangsquellerscheinungen der Platte verhindern. h, Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,

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— s

dass die innere Form jedes Teils eines Zwischenkörpers, der zum Ausüben der Druckkraft dient, der Form der Platte entspricht und dass die Seitenränder des genannten Körpers, die die Dicke der Platte berühren, eine veränderliche Höhe aufweisen, die im normalen Querschnitt der Platte entsprechend dem Durchmesser, der senkrecht auf der Schieberichtung der einen Platte gegenüber der anderen während der Verformung steht, maximal ist und die im normalen Querschnitt, der den Durchmesser enthält, der sich parallel zur Schieberichtung erstreckt in den über der Verschiebung liegenden Teilen minimal ist, wobei anderswo diese Höhe ständig vom einen Querschnitt zum anderen in der Aufwärtsrichtung der genannten Verschiebungständig abnimmt. .

5. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, dass eine mechanische Druck- oder Zugspannung ausgeübt wird, die schräg an den Plattenoberflächen über zwei starre Blöcke angreift, die durch eine Schweissverbindung angeordnet sind, und zwar auf den Plattenoberflächen, wobei die Erweichungstemperatur des Werkstoffes der genannten Blöcke höher ist als die in Anspruch 1 erwähnte Temperatur für mindestens einen Dickenteil der Platte und wobei der thermische Ausdehnungskoeffizient des genannten Werkstoffes nicht viel von dem der für die Faserplatte verwendeten Glasarten abweicht, während nach der Verformung der Platte mit geraden Fasern die genannten Blöcke durch ein Lösungsmittel entfernt werden, das entweder das Verbindungsglas oder das Mantelglas und das Kernglas der Fasern lösen kann.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

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dass die Blöcke aus einer Eisen-Nickel- und einer Eisen-Chrom-Legierung· besteht»

7. Verfahren nach Anspruch 51 dadurch gekennzeichnet, dass die Blöcke aus Glas bestehen.

8, Verfahren nach Anspruch 7t dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel, das das Glas der Verbindung und das Glas der Faserkerne löst, auch das Glas der Blöcke löst.

9· Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in einem Plattendickenteil eine nicht gleichmässige Temperaturverteilung gegenüber der mittleren Ebene dieses Dickenteils symmetrisch ist. .

10. Verfahren nach Anspruch 9 ι dadurch gekennzeichnet, dass die genannte mittlere Ebene diejenige Ebene der maximalen Temperatur des Plattendickenteils ist, in dem eine symmetrische Temperaturverteilung verwirklicht wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, dass die genannte mittlere Ebene diejenige Ebene mit einer minimalen Temperatur des Plattendickenteils ist, in dem eine symmetrische Temperaturverteilung verwirklicht wird,

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens in einem Dickenteil der Platte die nicht gleichmässige Temperaturverteilung derart ist, dass in der Dickenrichtung gemessen die Temperatur vom einen Rand bis zum anderen höher oder niedriger wird.

13· Verfahren zur gleichzeitigen Herstellung mehrerer Platten mit gebogenen Kanälen, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stapel gebildet wird, der wechselweise Blöcke und Platten mit geraden Fasern enthält, wobei die beiden Enden durch

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Blöcke gebildet werden, wobei mit einer Verbindung die
Blöcke an den Plattenoberflächen befestigt werden und der
Werkstoff der Blöcke dem aus einem der Ansprüche 5 bis 8
entspricht, während die in der Platte herrschende Temperatur der in einem der Ansprüche 1 bis 12 genannten Temperaturverteilung entspricht und parallele Kräfte gleicher GrÖsse
ausgeübt werden auf die Blöcke und zwar eine Kraft pro Block, wobei nacheinander die "Richtung dieser Kräfte von Block zu
Block ändert.

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