DE889475C

DE889475C - Fusion, especially for high pressure discharge vessels

Info

Publication number: DE889475C
Application number: DEA7573D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Pellmann; Paul Weigt
Original assignee: Patent Treuhand Gesellschaft fuer Elektrische Gluehlampen mbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 1940-03-14
Filing date: 1940-03-14
Publication date: 1953-09-10

Description

Verschmelzung, insbesondere für Hochdruckentladungsgefäße Bei Hochdruckentladun.gsgefäßen, beispielsweise Metalldampfentladungslampen oder Gasentladungslampen mit einem Innendruck von mehreren Atmosphären, insbesondere bei Drucken von über ioo Atmosphären, treten Schwierigkeiten an .der Stelle auf, an der bei den bisher bekannten Konstruktionen das zum Einschmelzen des Stromleiters dienende, in. .der Regel niedrig schmelzende Glas mit Hilfe von, Übergangsgläsern mit dem in der Regel schwer schmelzenden Glas oder Quarz der Gefäßwandung verschmolzen ist. Diese Verschmelzungen zwischen Übergangsgläsern mit verschiedenem Ausdehnungskoeffizienten werden nämlich bei bekannten Anordnungen an der Verschmelzungsstelle selbst auf Zug beansprucht. Die Haftfestigkeit der Übergangsgläser mit verschiedenem Ausdehnungskoeffizienten und in der Regel auch verschiedenem Erweichungspunkt ist jedoch nicht sehr gut, so, daß diese Verbindungsstellen sich in der Praxis als die schwächsten Stellen der ganzen Hochdruckentladungsröhre erwiesen haben.Fusion, especially for high-pressure discharge vessels In the case of high-pressure discharge vessels, for example metal vapor discharge lamps or gas discharge lamps with an internal pressure from several atmospheres, especially at pressures of over 100 atmospheres Difficulties at .der the point in the previously known constructions that which is used to melt down the conductor, usually with a low melting point Glass with the help of, transition glasses with the usually hard-to-melt glass or quartz of the vessel wall is fused. These fusions between transitional glasses with different expansion coefficients are namely in known arrangements at the merger itself on train. The adhesive strength of the transition glasses with different expansion coefficients and usually also different softening points however, it is not very good, so that these joints turn out to be in practice have shown the weakest points of the whole high pressure discharge tube.

Diese Nachteile werden bei der Verschmelzung nach der Erfindung, die sich in hervorragendem Maß zur Herstellung von Hochdruckentladungsröhren zur Erzeugung unsichtbarer oder sichtbarer Strahlung eignet, dadurch vermieden, daß die Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Übergangsgläsern nur .auf Druck und nicht auf Zug beansprucht werden.These disadvantages are in the fusion according to the invention, the to an excellent extent for the production of high pressure discharge tubes for the generation invisible or visible radiation, avoided that the connection points between the individual transitional glasses only. on pressure and not be stressed on train.

Die Fg. i bis ¢ zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung in zum Teil schematischer Darstellung. Aus dem- mit einem Gas hohen! Druckes gefüllten Raum i führt der Stromleiter 2 durch die Glaswand 3 hindurch in einen Raum niederen Druckes, beispielsweise -die umgebende Atmosphäre. Durch den inneren Überdruck wird die Kappe 3 bei der dargestellten Anordnung nach außen, d. h. nach unten gedrückt.FIGS. I to ¢ show exemplary embodiments of the invention in part schematic representation. From the- with a gas high! Pressure filled space i leads the conductor 2 through the glass wall 3 into a room with low pressure, for example -the surrounding atmosphere. Due to the internal overpressure, the cap 3 to the outside in the illustrated arrangement, i. H. pressed down.

Erfindungsgemäß werden nun die zur Herstellung der Verbindung zwischen dem Einschmelzglas 3 und dem beispielsweise aus Quarz bestehen-.den Teil .der Gefäßwandung i i erforderlichen Übergangsgläser q. bis i0 mit den beiden zu verbinden-,den Teilen. :derart verschmolzen:, .d,ß auf die Verbindungsstellen zwischen den einzelnen Teilen infolge des inneren Überdruckes Druck- und nicht Zugkräfte ausgeübt werden können. Dazu ist es offenbar notwendig, die Stromeinführung, wie die Fig. i, 3 und ¢ zeigen, mittels eines in das Innere des Druckgefäßes hineinspringenden, aus ringfärmigen Übergangsgläsern zusammengesetzten rohrförmigen Stutzens zu bewerkstelligen. Bei dieser Anordnung treten die bei Gefäßen mit innerem ZTberdruck unvermeidbaren. Zugkräfte nicht an den Verschmelzungen zwischen den verschiedenen Gläsern, sondern vorzugsweise an der aus einheitlichem Material hergestellten Gefäßwandung ii auf. Die größte Beanspruchung tritt bei den in den Fig. i und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen an der starken Krümmung am unteren Ende der Einstülpung auf. Bei der Anordnung nach Fig. q. ist diese hohe Beanspruchung durch entsprechende Bemessung der Gefäßwandung an der gefährdeten Stelle herabgesetzt.According to the invention are now used to establish the connection between the sealing glass 3 and the part of the vessel wall, made for example of quartz i i required transition glasses q. to connect to i0 with the two - the parts. : fused in such a way :, .d, ß on the connection points between the individual parts as a result of the internal overpressure, compressive and not tensile forces can be exerted. For this it is evidently necessary to adjust the current introduction, as shown in FIGS. I, 3 and ¢, by means of a ring-shaped one that jumps into the interior of the pressure vessel To accomplish transition glasses composite tubular connecting piece. at This arrangement is unavoidable in vessels with internal excess pressure. Tensile forces not because of the fusions between the different glasses, but preferably on the vessel wall made of uniform material ii. The largest Stress occurs in the exemplary embodiments shown in FIGS at the strong curvature at the lower end of the indentation. When arranging according to Fig. Q. is this high stress due to the corresponding dimensioning of the vessel wall lowered at the endangered point.

Es gelingt nicht immer, .die einzelnen IRinge vollkommen eben herzustellen und miteinander zu verschmelzen. Praktisch erhält man meistens eine Verbindung, die in ihren wesentlichen Zügen durch die Fig. 2 wiedergegeben ist. Die beiden aus Glas mit verschiedenem Ausdehnungskoeffizienten bestehenden Teile q.' und 5' sind- miteinander verschmolzen. Die Trennungslinie verläuft jedoch nicht, wie in Fig. i dargestellt, in einer zur Rohrachse liegenden Ebene. Sie ist vielmehr sm allgemeinen gegen diese unregelmäßig geneigt. Bei Anwendung sehr hoher Drucke besteht daher die Gefahr, daß längs dieser in manchen Fällen kegelförmigen. Flächen unter .dem Einfluß ,des. inneren Überdruckes neben Druck- auch Zugkräfte auftreten. Diese Gefahr wird bei der Anordnung nach Fig. 3 vermieden, die bei besonders hohem Druck mit Vorteil angewendet werden kann. Der Stromleiter 2 ist in einen Quetschfuß i2 aus einem Glas, das sich mit ihm gut verschmilzt, eingeschmalzen. Der Übergang zu dem in der Regel schwer schmelzendem Glas oder Quarz z9 wird bei dieser Anordnung durch scheibenförmige Übergangsgläser 13 bis i8 gebildet, die mit ihren ebenem Flächen vorzugsweise im Ofen aufeinandergeschmolzen sind. Da die Übergangsgläser nicht auf sehr große Strecken zuverlässig miteinander verschmolzen werden können, führt diese Anordnung vor allem dann zum Erfolg, wenn der äußere Durchmesser der Scheiben nur etwa iomm beträgt, Fig. ¢ zeigt die Herstellung einer Verschmelzung nach der Erfindung, die sich besonders dann bewährt, wenn die Wandung des Gefäßes aus einem sehr schwer schmelzendem Glas, oder aus Quarz hergestellt wird. In diesem Fall besteht nämlich die Gefahr, daß beim Einschmelzen des aus den Übergangsgläserringen zusammengesetzten Stutzens in das Entladungsgefäß der Stromleiter durch die zur Verschmelzung erforderliche hohe Temperatur unzulässig oxydiert wird.It is not always possible to make the individual I-rings completely flat and merge with each other. In practice, you usually get a connection which is reproduced in its essential features by FIG. The two off Glass with different expansion coefficients existing parts q. ' and 5 'are- fused together. However, the dividing line does not run as in Fig. i shown in a plane lying to the pipe axis. Rather, it is sm general inclined towards this irregularly. If very high pressures are used, there is therefore the danger that along this in some cases conical. Areas under .dem Influence, des. internal overpressure occur in addition to compressive and tensile forces. This danger is avoided in the arrangement of FIG. 3, which at particularly high pressure with Advantage can be applied. The conductor 2 is made into a pinch foot i2 in a glass that melts well with it. The transition to that usually refractory glass or quartz z9 is used in this arrangement disk-shaped transition glasses 13 to 18 formed with their flat surfaces are preferably melted together in the furnace. Because the transition glasses are not on very large stretches can be merged reliably with one another, this leads Arrangement especially successful if the outer diameter of the disks only is about iomm, Fig. ¢ shows the production of a fusion according to the invention, which is particularly useful when the wall of the vessel is very heavy melting glass, or made of quartz. In this case there is the risk that, when melting down the composite of the transition glass rings Nozzle into the discharge vessel of the conductor through the necessary for fusion high temperature is inadmissibly oxidized.

Es wird deshalb bei diesem Verfahren der aus den Teilen 2 bis i i zusammengesetzte Stutzen. im Innern eines zunächst zylindrischen Ansatzes, 20 des Entladungsgefäßes untergebracht. Dann wird das Entladungsgefäß beispiels.weie durch das Rohr 21 evakuiert und nach Erreichen eines genügend n 1 ie drigen Druckes an der Stelle bis über die Erweichungstemperatur erhitzt, an der die Verschmelzung erfolgen soll. Unter .dem Einfluß des äußeren Druckes wird,das Rohr 2o an dieser Stelle zusammengedrückt, so daß es mit dem Rohr i i verschmilzt. Nach dem Erkalten werden die auf diese Weise miteinander verschmolzenen Rohre i i und 2o etwa längs der Linie 22 mittels Schleifwerkzeugen auseinandergeschnitten. Zur Beseitigung der rauhen Kanten empfiehlt es sich, den` an das Entladungsgefäß angrenzenden. Teil .dieser Trennungsstelle nachträglich kurzzeitig örtlich so hoch zu erhitzen, däß mindestens ein oberflächliches Schmelzen eintritt.In this process, it is therefore the nozzle composed of parts 2 to ii. housed in the interior of an initially cylindrical attachment 20 of the discharge vessel. Then the discharge vessel is evacuated through the tube 21 and, after reaching a sufficient n 1 IU drigen pressure at the location to above the softening temperature at which the fusion is to be beispiels.weie. Under the influence of the external pressure, the tube 2o is compressed at this point, so that it merges with the tube ii. After cooling, the pipes ii and 2o fused to one another in this way are cut apart approximately along the line 22 by means of grinding tools. To remove the rough edges, it is advisable to use the one adjacent to the discharge vessel. Part of this separation point is subsequently to be briefly heated locally to such an extent that at least superficial melting occurs.

In derselben Weise können auch mehrere Stromleiter 2 durch ein und denselben Quetschfuß hindurchgeführt und gemeinsam mit Hilfe der Übergangsgläserringe ¢ bis io bzw. der Scheiben 13 bis 18 mit -der Gefäßwandung hochdruckdicht verbunden werden. Unter Umständen ist es zweckmäßig, die einzelnen Stromleiter vor dem Einschmelzen in die Kappen 3 bzw. 12 mit einem Glaswicke123 zu versehen, der jedoch aus einem Glas bestehen soll, das sich mit dem Glas der Kappen 3, 12 hervorragend verschmilzt oder mit diesem Glas völlig übereinstimmt, so daß die Verschmelzungsstelle sich bezüglich ihrer. mechanischen Festigkeit vom homogenen Glas nicht unterscheidet.In the same way, several current conductors 2 by one and the same pinch foot passed through and together with the help of the transition glass rings ¢ to io or the disks 13 to 18 connected to the vessel wall in a high-pressure-tight manner will. It may be useful to remove the individual conductors before melting them down to be provided in the caps 3 and 12 with a Glaswicke123, which, however, consists of a Glass should exist that fuses perfectly with the glass of the caps 3, 12 or completely coincides with this glass, so that the fusion point is with respect to their. mechanical strength does not differ from homogeneous glass.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Fusion, in particular for high pressure discharge vessels between materials with different expansion coefficients, especially between Glasses, quartz or ceramic materials, characterized in that those of these parts, which have a different coefficient of expansion, only on into the interior of the vessel protruding nozzles are fused together and that the. Fusion points in the essentially perpendicular to the Direction of the pressure forces caused by the internal overpressure extend. a. Fusing according to claim i, characterized in that the fused together Parts made of materials with different expansion coefficients are tubular and are fused together in the pipe ends. 3. Merger according to cont ch i, characterized in that .the fused together parts made of materials with different coefficients of expansion disc-shaped, preferably with one outer diameter less than. io mm, trained and on the planes. pages of the disks are fused together, q .. method of making a Fusion according to claim i and following, characterized in that the fusion the transition glasses after assembling the parts in an oven, preferably using pressure perpendicular to the plane of the fusion surfaces will. 5. A method for producing a fusion according to claims i to 3, characterized in that: the nozzle protruding into the interior: of the vessel is fused with the vessel wall under vacuum.