DE2529004C2 - Method and device for producing a glass duct with a glass part into which a metal part is melted - Google Patents
Method and device for producing a glass duct with a glass part into which a metal part is meltedInfo
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Description
5050
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Glasdurchführung mit einem Glasteil, in den ein Metallteü eingeschmolzen ist, wobei der Glasleil zunächst in die Form eines Rohres gebracht wird, dessen Inneres etwa die gleiche Form und den gleichen Querschnitt wie der Metallteü aufweist, worauf das Rohr um den Metallteü gebracht und das auf diese Weise erhaltene Gebilde erhitzt wird, indem es durch ein hochfrequentes elektrisches Feld geführt wird. Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Durchführen sines derartigen Verfahrens,The invention relates to a method for producing a glass bushing with a glass part, into which a metal part is melted, whereby the glass cord is first brought into the shape of a tube whose interior has approximately the same shape and the same cross-section as the metal part, whereupon the tube is brought around the metal part and the structure obtained in this way is heated by passing it through a high-frequency electric field is conducted. The invention also relates to a device for carrying out such a method,
Der Metallteü kann z. B. stabförmig, drahtförmig oder scheibenförmig sein; er kann auch hohl sein und z. B. die Form einer Buchse aufweisen.The metal part can, for. B. rod-shaped, wire-shaped or disc-shaped; it can also be hollow and z. B. have the shape of a socket.
Bei der Herstellung von Glasdurchführungen, insbesondere für Lampen, wie z. B. Gasentladungslampen und Glühlampen, ist es notwendig, Metallteile gasdicht in einen Glasteil, insbesondere in die Kolbenwand,In the manufacture of glass feedthroughs, especially for lamps, such as. B. Gas discharge lamps and incandescent lamps, it is necessary to insert metal parts in a gas-tight manner in a glass part, in particular in the bulb wall, einzuschmelzen. Die, erfolgreiche Durchführung eines derartigen Einschmelzvorgangs ist von vielen Faktoren abhängig- Diese Faktoren sind u.a. die Größe der Ausdehnungskoeffizienten der miteinander zu verbindenden Teile, die Atmosphäre, in der der Einschmelzvorgang, durchgeführt wird, und insbesondere die Handfertigkeit des Arbeiters, der die Einschmelzung herstellen muß.to melt down. The, successful implementation of a Such a melting process is dependent on many factors- These factors include the size of the Expansion coefficients of the parts to be joined together, the atmosphere in which the melting process is carried out, and in particular the Manual skill of the worker who has to make the meltdown.
Aus der DE-PS 14 96 535 ist ein Verfahren zur Herstellung von glasisoliertem Feinstdraht unmittelbar aus flüssigem Metall bekannt Hierbei entsteht in einem ringförmigen Hochfrequenz-Schmelzinduktor durch Schmelzen eines innerhalb eines Glasrohres eingeführten Drahtes ein Metalltropfen. Dieses geschmolzene Metall erweicht das Ende des Glasrohres, wobei sich eine Glaskapillare bildet, die ununterbrochen mit dem flüssigen Metall nächgefüllt wird. .From DE-PS 14 96 535 a method is for Manufacture of glass-insulated fine wire directly from liquid metal is known ring-shaped high-frequency melt inductor by melting a wire inserted inside a glass tube into a metal drop. This melted Metal softens the end of the glass tube, forming a glass capillary that is continuously connected to the liquid metal is refilled. .
Die DE-PSi 00 970 befaßt sich mit einer Glühkathode, bei der ein Glühdraht durch ein QusLk-zröhrchen geführt' und an dieses angeschmolzen ist Offenbar erreicht man die Verschmelzung zwischen Glühdraht und Quarzröhrchcn lediglich durch Erhitzung des Glühdrahtes, d. h. durch Erhitzung des Quarzröhrchens von innen, was aber nicht zu einer gasdichten Verbindung führtDE-PSi 00 970 deals with a hot cathode in which a filament runs through a QusLk-zröhrchen led 'and melted onto it. Apparently, one achieves the fusion between the filament and quartz tubes simply by heating the Filament, d. H. by heating the quartz tube from the inside, but this does not lead to a gas-tight connection
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Glasdurchführung, bei dem ein aus einem Glasrohr und einem eingeschobenen Metallteü bestehendes Gebilde zwecks Erhitzung durch ein hochfrequentes elektrisches Feld geführt wird, anzugeben, bei dem der Metallteü nicht schmilzt sondern seine Form beibehält, und mit dem eine gasdichte Glasdurchführung erreicht wird.The invention is based on the object of a method for producing a glass bushing a structure consisting of a glass tube and an inserted metal part for the purpose of heating a high-frequency electric field is carried out, in which the metal part does not melt but maintains its shape, and with which a gas-tight glass leadthrough is achieved.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren eingangs erwähnter Art gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß im Glasrohr eine Schmelzzone erzeugt wird, indem das Gebilde durch eine im hochfrequenten elektrischen Feld befindliche, nicht kurzgeschlossene elektrisch leitende Wicklung geführt wird, wobei die Erhitzung in einem nichtoxidierenden Schutzgas staK.'miletThis object is achieved in a method of the type mentioned at the beginning according to the invention in that A melting zone is created in the glass tube by the structure being exposed to a high-frequency electric field located, not short-circuited electrically conductive winding is performed, the heating in one non-oxidizing protective gas staK.'milet
Hierbei wird im allseitig erhitzten Glasrohr eine von vorn nach hinten verlaufende Schmelzzone erzeugt, so daß das Glas zonenweise mit dem Metallteü verschmilzt Dieses Verfahren kann allgemein für sehr verschiedene Materialien angewandt werden. Es läßt sich gut mechanisieren. Die erhaltene Durchführung ist völlig gasdicht und diese Gasdichtigkeit bleibt auch beim Betrieb erhalten. In der erhaltenen Einschmelzung ist der Spannungsaufbau gleichmäßig, wodurch die Gefahr von Sprüngen auf ein Mindestmaß beschränkt wird. Der Querschnitt des Metallteiles ist nicht verkleinert.A melting zone running from the front to the rear is generated in the glass tube, which is heated on all sides, see above that the glass fuses zone by zone with the metal part. This process can generally be used for very different materials are used. It's easy to mechanize. The implementation obtained is completely gas-tight and this gas-tightness is also maintained during operation. In the received seal the build-up of tension is even, reducing the risk of cracks to a minimum will. The cross-section of the metal part is not reduced.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens nach der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Advantageous further developments of the method according to the invention emerge from the subclaims.
Eine geeignete Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach der Erfindung enthält ein Rohr aus nicht leitendem Material mit einer dieses umgebenden Hochfrequenzspule und ist mit einer Gaszufuhr- und Gasabfuhröffnung versehen, wobei sich koaxial im Innern des Rohres gegenüber der Hochfrequenzspule eine elektrisch leitende, nicht kurzgeschlossene Wicklung befindet.A suitable device for performing the method according to the invention comprises a tube non-conductive material with a surrounding high frequency coil and is with a gas supply and Provided gas discharge opening, being coaxial inside the tube opposite the high-frequency coil there is an electrically conductive, not short-circuited winding.
Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigtSome embodiments of the invention are shown in the drawing and will be described in more detail below described. It shows
F i g. 1 skizzenweise einen Schnitt durch einen Draht mit einer darauf liegenden Perle,F i g. 1 a sketch of a section through a wire with a pearl lying on it,
Durchführen eines Verfahrens nach der Erfindung zu verschiedenen Zeitpunkten der Herstellung einer Perle, und ~Carrying out a method according to the invention at different times in the production of a pearl, and ~
Fig.6. eine Kurzbogenlampe mit einer Perleneinschmelzung nach der Erfindung. ■ ■ .■ :Fig. 6. a short arc lamp with a pearl seal according to the invention. ■ ■. ■:
In Fig. 1 ist mit 1 ein metallener stabförmiger Teil bezeichnet, der z. B. aus Wolfram besteht. Auf diesem Metallstab ist eine Glasperle 2 derart befestigt, daß zwischen Stab und Perle eine gasdichte Verbindung vorhanden ist Ein derartiges Gebilde kann z. B. als Stromdurchführung für vielerlei Lampenarten verwendet werden. An der Perle 2 können dazu andere Glasteile, z.B. ein Kolben einer Lampe, befestigt werden. .·..,·,..In Fig. 1, 1 is a metal rod-shaped part referred to, the z. B. consists of tungsten. On this one Metal rod is attached to a glass bead 2 in such a way that a gas-tight connection is established between the rod and the bead Such a structure can be present, for. B. as Power feedthrough can be used for many types of lamps. Others can do this at pearl 2 Glass parts, e.g. a bulb of a lamp, can be attached. . · .., ·, ..
Die in Fig.2 dargestellte Vorrichtung enthält ein ΐϊ weites Rohr 3, z. B. aus Glas oder Quarzglas, das von einer Hochfrequenzspule 4 umgeben ist. Mit dieser Spule 4. wird in dem Rohr 3 eine Schmelzzone erzeugt, d. h. eine Zone; to de das Material der herzustellenden Perle derart hoch erhitzt werden kann, daß es gut plastisch verformbar wird. In dem Rohr 3 ist weiter eine nicht kurzgeschlossen^ Wicklung angebracht, die schraubenlinienförmig ist. Die Wicklung 5 befindet sich an der Stelle der Schmelzzone; sie kann gewünschtenfalls im Zusammenhang mit den zu verarbeitenden Materialien und deren Abmessungen axial verschoben werden. In der Zeichnung befindet sie sich links von der Hochfrequenzspule 4. Dies ist, wie nachstehend auseinandergesetzt werden wird, für die Herstellung einer guten Perle empfehlenswert. »The device shown in Fig.2 contains a ΐϊ wide pipe 3, e.g. B. made of glass or quartz glass, which is surrounded by a high-frequency coil 4. With this Coil 4. a melting zone is created in the tube 3, d. H. a zone; to de the material of the to be manufactured Pearl can be heated to such an extent that it is readily plastically deformable. In the pipe 3 is also one not short-circuited ^ winding attached, which is helical. The winding 5 is located at the place of the melting zone; she can if desired axially shifted in connection with the materials to be processed and their dimensions will. In the drawing it is to the left of the high frequency coil 4. This is as below is recommended for making a good pearl. »
Die Perle wird aus dem Glasrohr 7 auf dem Metallstab 6 hergestellt. Dieses Glasrohr 7 ist nahezu passend um den Stab 6 angebracht 8 bezeichnet einen Klauenkopf, in dem der Stab 6 festgeklemmt ist Dieser Klauenkopf kann sich sowohl drehen als auch in Längsrichtung verschieben. Das Rohr 3 weist auf der rechten Seite eine Öffnung 9 auf, durch die ein Schutzgas zugeführt werden kann, das dann in Richtung der Pfeile fließtThe bead is made from the glass tube 7 on the metal rod 6. This glass tube 7 is almost appropriately attached around the rod 6 8 denotes a claw head in which the rod 6 is clamped Claw head can rotate as well as move lengthways. The tube 3 points to the right side an opening 9 through which a protective gas can be supplied, which then in the direction the arrows flow
Die Perle wird nun auf folgende Weise hergestellt. Während der Gasstrom durch das Rohr 3 geführt und ein Hochfrequenzfeld mit Hilfe der Spule 4 erzeugt wird, wird der Stab 6 mit dem darauf ruhenden Rohr 7 von links nach rechts verschoben. Vorzugsweise wird der Stab 6 mit dem Rohr 7 außerdem gedreht, obgleich ·»■> dies zum Erhalten einer guten Perle nicht immer notwendig ist. Durch das von der Spule 4 erzeugte Hochirequenzfeld wird der Draht 6 erhitzt. Dieser Draht überträgt Wärme auf die Innenseite des Rohres 7. Zu dem Zeitpunkt, zu dem das Gebilde von 6 und 7 in die >» Wicklung 5 eintritt, wird außerdem das Rohr 7 auf der Außenseite erhitzt. Die Wicklung 5 wird nämlich ebenfalls durch das Hochfrequenzfeld erhitzt. Die Wicklung 5 darf nicht kurzgeschlossen sein, weil sie sonst durch die entwickelte Wärme schmelzen würde. Das Glasrohr 7 wird also in der Schmelzzone von innen und von außen her erhitzt. Durch die Verschiebung in Längsrichtung von links nach rechts wird zunächst der rechte Teil des Rohres plastisch werden und an dem Stab 6 haften. Dieser Zeitpunkt ist in F i g. 3 dargestellt. In dieser Stufe ist das Rohr 7 auf der linken Seite noch offen, wodurch Verunreinigungen, die aus dem Stab 6 und/oder dem Glasrohr 7 frei werden, nach links ausweichen können. Fi g. 4 zeigt den Zeitpunkt an dem bereits mehr als die Hälfte des Glasrohres an den Draht 6 geheftet ist. F i g. 5 zeigt schließlich den Zeitpunkt, zu dem die ganze Perle fertig ist. Dann kann das Hochfrequenzfeld abgeschaltet und der Stab 6 mit der Perle zurückgezogen- werden. Vorzugsweise wird auch während des Zurückziehens der Gasstrom aufrechterhalten. , The bead is now made in the following way. While the gas flow is passed through the pipe 3 and a high-frequency field is generated with the aid of the coil 4, the rod 6 with the pipe 7 resting on it is displaced from left to right. Preferably, the rod 6 is also rotated with the tube 7, although this is not always necessary to obtain a good pearl. The wire 6 is heated by the high-frequency field generated by the coil 4. This wire transfers heat to the inside of the tube 7. At the point in time at which the structure of 6 and 7 enters the winding 5, the tube 7 is also heated on the outside. Namely, the winding 5 is also heated by the high-frequency field. The winding 5 must not be short-circuited because otherwise it would melt due to the heat generated. The glass tube 7 is therefore heated from the inside and outside in the melting zone. As a result of the displacement in the longitudinal direction from left to right, the right part of the pipe will initially become plastic and adhere to the rod 6. This point in time is shown in FIG. 3 shown. At this stage, the pipe 7 is still open on the left-hand side, as a result of which impurities that are released from the rod 6 and / or the glass pipe 7 can escape to the left. Fi g. 4 shows the point in time at which more than half of the glass tube has already been attached to the wire 6. F i g. Finally, 5 shows the point in time when the whole bead is ready. The high-frequency field can then be switched off and the rod 6 with the pearl withdrawn. Preferably, the gas flow is also maintained during the withdrawal. ,
Da die ganze Herstellung der Perle in einem Schutzgasstattfindet, j ist die Möglichkeit einer Oxidation des Metalls nahezu ausgeschlossen. Die hergestellte Perle ist daher völlig: pxidfrei und braucht nicht mehr geätzt zu werden. Da sich zwischen dem Draht und dem Glästeil der Perle, wie oben auseinandergesetzt wurde, keine „Veruhreinigungen ansammeln können, ist die Haftung'zwischen Glas und Metall vollkommen und somit gasdicht.Since the whole manufacture of the pearl takes place in a protective gas, j is the possibility of oxidation of the metal is almost impossible. The pearl produced is therefore completely: pxid-free and no longer needs to be etched. Since there is between the wire and the Glass part of the pearl, as explained above, not being able to accumulate “seduction is that Adhesion between glass and metal perfectly and thus gastight.
Mit Hilfe des erfindiingsgeinäßen Verfahrens können die verschiedensten glasartigen Werkstoffe und Metalle aneinander befestigt werden. Es ist dabei jedoch notwendig, die Wahl des nichtoxidierenden Schutzgases den verwendeten Materialien, insbesondere dem Glas, anzupassen. Es hat sich z.B. herausgestellt, daß bei Anwendung von Quarzglasteilen die Schutzgasatmosphäre neutral sein muß. Für Quarzglas ist Stickstoff z: B. ein geeignetes Schutzgas: W^i bei Quarzglas ein schwach reduzierendes Gas, z. B. sogef-anntes unbrennbares Mischgas, d. h. ein Gemisch von 8% Wasserstoff und 92% Stickstoff, verwendet wird, bildet sich bei der Herstellung einer Quarzglasperle ein dunkelgetarbter Anflug zwischen dem Metallteil und dem Quarzglas, wodurch die Haftung unmöglich wird. Bei Anwendung eines neutralen Schutzgases, z. B. Stickstoff, wird eine völlig glatte gut haftende Perle erhalten.With the help of the method according to the invention the most varied of glass-like materials and metals are attached to one another. It is there, however necessary, the choice of the non-oxidizing protective gas the materials used, especially the glass, adapt. It has been found, for example, that with Use of quartz glass parts the protective gas atmosphere must be neutral. For quartz glass is nitrogen e.g. a suitable protective gas: W ^ i for quartz glass on weak reducing gas, e.g. B. so-called incombustible Mixed gas, d. H. a mixture of 8% hydrogen and 92% nitrogen, is used, forms in the Production of a quartz glass bead a darkly tinted edge between the metal part and the quartz glass, making liability impossible. When using a neutral protective gas, e.g. B. nitrogen, becomes a completely smooth, well-adhering pearl obtained.
Bei Anwendung üblicher Gläser, entweder Haftglas oder Weichglas, ist es im allgemeinen wünschenswert, daß das Schutzgas schwach reduzierend ist Dann ist unbrennbares Mischgas besonders geeignetWhen using conventional glasses, either adhesive glass or soft glass, it is generally desirable that the protective gas is weakly reducing. In this case, non-flammable mixed gas is particularly suitable
Mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung können u.a. Glasperlen auf thoriertem Wolframdraht hergestellt werden. Bisher war dies mit allen bekannten Verfahren nicht möglich, weil dann stets das Thorium aus dem Wolfram herausdiffundierte, wodurch keine gute gasdichte Haftung erhalten weiden konnte. Thoriertes Wolfram ist jedoch für viele Gasentladungslampen ein besonders geeignetes Elektrodenmaterial im Zusammenhang mit seinen emittierenden Eigenschaften. Bisher war man bei Anwendung eines derartigen Materials gezwungen, die Stromdurchführung aus Wolfram herzustellen, während der Teil innerhalb des Entladungsraumes aus thoriertem Wolfram bestehen konnte, welcher Teil z. B. durch Schweißen an dem Wolframdurchführungsstift befestigt war.With the aid of the method according to the invention, among other things, glass beads can be produced on thoriated tungsten wire will. So far this has not been possible with all known methods, because then always the thorium diffused out of the tungsten, as a result of which good gas-tight adhesion could not be obtained. Thorated tungsten is, however, a particularly suitable electrode material for many gas discharge lamps Connection with its emissive properties. So far one has been using one of these Material forced to make the current feedthrough from tungsten, while the part inside the Discharge space could consist of thoriated tungsten, which part z. B. by welding to the Tungsten grommet was attached.
Mit Hilfe des Verfahrens nach der Erfindung sind Durchführungen verschiedener Abmessungen hergestellt, die bei Gebrauch in Lampen in bezug auf Sprung, Abbrechen usw. keine Schwierigkeiten ergaben. Der Durchmesser des Stromdurchführungsdrahtes konnte dabri zwischen einigen Zehntel Millimeter und mehr als 2 cm gewählt werden. Gegebenenfalls kann ein derartiger Dureljiührungsdraht einen oder mehrere Kanäle aufweisen. Derartige Durchführungen können dann z. B. mittels eines Flüssigkeits- oder Gasstromes gekühlt werden.With the help of the method according to the invention, bushings of various dimensions are made, which gave no difficulty in cracking, breaking, etc. when used in lamps. Of the The diameter of the feed-through wire could be between a few tenths of a millimeter and more than 2 cm can be chosen. Optionally, such a thermal guide wire can be one or more Have channels. Such bushings can then, for. B. by means of a liquid or gas stream be cooled.
F i g. 6 zeigt eiiie Hochdruck-Xenonbogenlampe, die aus einem Hartglaskolben 20 besteht, in dem sich ein Wolframstab 21 und ein thorierter Wolframstab 22 befinden. Diese Elektroden 21 und 22 sind je einstückig hergestellt und gasdicht in der Wand 20 befestigt. Diese Befestigungen sind mittels einer Perle 25 bzw. 26 erhalten, die in einer gesonderten Bearbeitung hergestellt ist. Das Glas der Perlen 25 und 26 ist gleich dem des Kolbens 20. Zwischengläser sind nicht erforderlich.F i g. 6 shows a high pressure xenon arc lamp that consists of a hard glass bulb 20 in which a tungsten rod 21 and a thoriated tungsten rod 22 are located. These electrodes 21 and 22 are each made in one piece and fastened in a gas-tight manner in the wall 20. These Fastenings are obtained by means of a pearl 25 or 26, which are produced in a separate processing is. The glass of the pearls 25 and 26 is the same as that of the piston 20. Intermediate glasses are not required.
Es sei noch bemerkt, daß sich die Hochfrequenzspule 4 gegebenenfalls bis außerhalb der Schmelzzone erstrecken kann, um den Glas- und/oder Metallteil vorzuerhitzen. Die Erhitzung soll aber außerhalb der Schmelzzone nicht derart hoch werden, daß das Glas an der betreffenden Stelle plastisch wird.It should also be noted that the high-frequency coil 4 may extend outside the melting zone can extend to preheat the glass and / or metal part. The heating should be outside of the Melting zone do not become so high that the glass becomes plastic at the point in question.
Die nicht kurzgeschlossene elektrisch leitende Wicklung braucht nicht schraubenlinienförmig zu sein.The electrically conductive winding that is not short-circuited need not be helical.
obwohl diese Form besonders geeignet ist. Es ist nämlich möglich, die Steigung und/oder den Durchmesser der Wicklung verschieden zu wählen und damit die Wärmeentwicklung und die Wärmeübertragung zu verändern. Es ist dann z. B. auch möglich. Perlen aufzulegen, wobei von Glasrohren ausgegangen wird, deren Weite den Querschnitt des Metallteils erheblich überschreitet.although this shape is particularly suitable. Namely, it is possible to change the pitch and / or the diameter the winding to choose different and thus the heat development and heat transfer change. It is then z. B. also possible. To put on pearls, assuming glass tubes, whose width significantly exceeds the cross-section of the metal part.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OD | Request for examination | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |