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Verfahren zur Herstellung von Glas-Metall-Verschmelzungen Zusatz zum
Patent 8'64 62,1 Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von bei denen ein
innerer rohr- oder bolzenförmiger Metallteil mit einem ilin umgebenden äußeren rohrförmigen
Metallteil mittels eines Glasflusses verschmolzen ist, welcher durch Niederschmelzen
eines zweckmäßig vorgeformten Glaskörpers gebildet wird. Fei solchen Verschmelzungen,
.die in erster Linie als Durchführungen für die Elektroden von elektrischen Entladungsgefäßen
dienen, kommt es darauf an, daß in erkaltetem Zustand der Glasteil von dem äußeren
Metallteil unter Druckspannung gesetzt wird, damit in dem Glasteil keine unzulässigen
Zugspannungen auftreten können. Gegenstand,des Hauptpatentes ist ein Verfahren zur
Herstellung solcher Glas-Metall-Verschmelzungen, bei welchem der innere Metallteil
nach dem -Niederschmelze,n des Glasteiles durch künstliche Kühlung rasch auf eine
unter dem Erstarrungsbereich des Glasteiles liegende Temperatur gebracht wird, so
daß der Erstarrungsbereich von innen nach außen fortschreitet. Durch dieses Verfahren
wird es möglich, auch für den inneren Metallteil der Verschmelzung Metalle, beispielsweise
handelsübliches Flußeisen, zu verwenden; deren Ausdehnungskoeffizient größer ist
als der des zur Verschmelzung dienenden Glases. Anderenfalls znüßte man den Innenteil
aus einer Metallegierung von etwa
gleichem Ausdehnungskoeffizienten,
wie ihn das Glas besitzt, herstellen, oder den Außenteil außerordentlich dickwandig
machen.
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Zum Niederschmelzen des Glasteiles werden die Teile der Verschmelzung
unter Sicherung ihrer gegenseitigen räumlichen Lage in einem Ofen, zweckmäßig in
einem solchen mit elektrischer Beheizung, eingebracht. Bei der Abkühlung des Innenteilen
nach Niederschmelzen des Glasteiles kommt es darauf an, daß die Temperatur des äußeren
Metallteiles der Temperaturabsenkung des Innenteiles mit nicht .allzu großem Abstand
folgt, sobald der Erstarrunggsbereich auch in den äußeren Zonen des Glaskörpers
erreicht ist. Der äußere Metallteil muß also zu Beginn des Abküblungsprozesses gegen
eine nennenswerte Abkühlung geschützt werden. Dies gelingt öhne Schwierigkeiten,-
wenn man die Verschmelzung während des Kühlprozesses in dem Ofen beläßt, beim Beginn,des
Kühlprozesses die Heizung des Ofens abschaltet und dann, sobald der Erstarrungsbereich
auch in den äußeren Glaszonen erreicht ist; ,den äußeren Metallteil ebenfalls kühlt.
Diese Methode wäre jedoch unwirtschaftlich und für eine Reihenfertigung von Glasverschmel#zungen
ungeeignet. Man würde dabei dem Ofen praktischdie ganze in ihm aufgespeicherte Wärme
entziehen, so daß bei dem nächsten Schmelzvorgang die :entsprechende Wärmemenge
dem Ofen wieder zugeführt werden müßte. Andererseits würde die Unterbringung der
notwendigen I<ühlv orrichtüngen in dem Ofen Schwierigkeiten machen, insbesondere
wenn in dem Ofeneine größere Anzahl von Verschmelzungen gleichzeitig erhitzt werden
soll.
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Man umgeht diese Schwierigkeiten, wenn man die Verschmelzungen zum
Zweck der Abkühlung aus dem Ofen herausnimmt. Dann besteht aber wiederum die Gefahr,
daß zunächst der äußere. Metallmantel, bevor noch die künstliche Kühlung des Innenteiles
eingeleitet werden kann, zuviel Wärme an den Außenraum abgibt und daß somit die
Temperatur zu rasch absinkt. Da das Einbringender Kühlvorrichtung in den inneren
Metallteil bzw., wenn die Kühlvorrichtung fest eingebaut ist, das Aufbringen der
Verschmelzung auf die letztere eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt, kann es dabei
leicht geschehen, daß der Temperaturbereich, in welchem das Glas zu-erstarren beginnt,
in den äußeren. Zonen früher erreicht ist als in den nach außen. hin, geschützt
liegenden inneren Zonen des Glaskörpers.
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Die Erfindung schlägt deshalb vor, die gegen eine gegenseitige Verschiebung
ihrer einzelnen Teile gesicherte Verschmelzung nach dem Nieder- j schmelzen des
Glasteiles mit einer wärmeisolierenden Haube zu bedecken, sie aus dem Ofen herauszunehmen
und sodann erst die künstliche Kühlung des inneren Metallteiles einzuleiten. Die
wärmeisolierende Haube wird zweckmäßig vorgewärmt, was am einfachsten dadurch geschehen
kann, daß sie zusammen mit .der Verschmelzung in dem Ofen aufgeheizt wird. Dabei
kann sie die Verschmelzung bereits in dem Ofen bedecken. Man kann aber auch so vorgehen,
daß man die Haulae erst kurz vor dem Herausnehmen aus dem Ofen über die Verschmelzung
stülpt. Hierzu kann. man sich einer besonderen Haltevorrichtung bedienen, auf !der
die Haube verschiebbar geführt ist, so daß sie; um die Verschmelzung zu bedecken;
lediglich auf dieser Führung herabgelassen zu werden braucht. --Die Haube selbst
wird hinsichtlich ihrer Wärmekapazität und ihrer Wärmedurchlässigkeit so abgestimmt,
@daß das Temperatur-Zeit-Diagramm, nach welchem sich der äußere Metallteil der Verschmelzung
abkühlt, den jeweiligen Erfordernissen angepaßt ist. Hiernach richtet sich auch
das Material, aus welchem die Haube hergestellt wird.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel: gezeigt, wie die wärmeisolierende
Haube in bezug auf die Verschmelzung angebracht kein kann und wie man die Kühlvorrichtung
zweckmäßig ausbilden kann. Dabei ist in der Darstellung der Zeichnung der Übersichtlichkeit
halber die Verschmelzung bereits auf die feststehende Kühlvorrichtung aufgebracht,
während die Haube noch nicht über sie gestülpt ist. In Wirklichkeit ist die Haube
bereits über die Verschmelzung gestülpt, wenn diese auf die Kühlvorrichtung aufgebracht
wird.
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Die Verschmelzung besteht aus dem inneren Metallrohr z und dem äußeren
Metallrohr 2, welche durch den Glaskörper 3 miteinander verschmolzen sind.. Durch
eine Vorrichtung, welche aus der Grundplatte q. und der Deckelplatte 5 besteht,
werden die einzelnen Teile der Verschmelzung in ihrer gegenseitigen Lage festgehalten.
Zu diesem Zweck sind die beiden Platten ¢ und 5 durch Schraubenbolzen gegeneinander
verspannt. Ein Grafitring r2, der sieh auf ein Rohr 13 stützt, verhindert ein Herabfließen
des geschmolzenen Glases.
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Auf der Deckelplatte 5 der Haltevorrichtung ist ein senkrecht stehender
Schaft 7 befestigt, auf welchen die wärmeisolierende Haube 6 mittels einer Muffe
8 verschiebbar gelagert ist. Eine nicht näher dargestellte Klemm- oder Haltevorrichtung
gestattet es, die Haube in der dargestellten Lage festzustellen. In dieser Lage
erfolgt die Erwärmung des Ganzen in dem Ofen bis zum Niederschmelzen des Glaskörpers
3: Sobald , das Niederschmelzen erfolgt ist, wird die Haube 6herabgelassen, wobei
sie sich mit ihrem unteren Rand auf eine entsprechende Fläche der Grundplatte q.
auflegt. Die Kühlvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem feststehenden Luftführungsröhr
9; welches an seinem oberen Teil seitliche Schlitze io besitzt. Über dieses Rohr
wird die Verschmelzung übergestülpt, wobei das Rohr aus dem Tisch i i so weit herausragen
muß, daß sich die Schlitze io etwa in der Höhe des Glasschmelzlusses 3 befinden.
Durch das Rohr 9 wird Kühlluft gepreßt, welche aus .den Schlitzen io; wie durch
Pfeile angedeutet, ausströmt und das Innenrohr der Verschmelzung kühlt. Um eine
möglichst gleichmäßige Kühlung des Innenrohres zu erzielen und, den Einfiuß etwaiger
Ünsymmetrien auszugleichen kann es zweckmäßig sein, den Tisch i i, auf welchen die
Verschmelzung
aufgesetzt wird, bei feststehendem Rohr 9 um dessen Achse rotieren zu lassen.