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Verfahren zur optischen Kennzeichnung von Metall-Glasdurchführungen
und nach diesem Verfahren hergestellte elektrische Vorrichtung Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur optischen Kennzeichnung von Metall-Glasdurchführungen. Solche
Metall-Glasdurchführungen finden in der Elektrotechnik weitgehende Verwendung, ganz
besonders aber beim Bau elektrischer Entladungsgefäße. Der weitaus größte Teil der
elektrischen Entladungsgefäße enthält nämlich in Glaskörpern Teile eines oder mehrerer
elektrischer Systeme, welche über metallische, in die Wand des Entladungsgefäßes
eingeschmolzene Durchführungen die elektrischen Ströme oder Spannungen erhalten
oder aber durch Stifte, Ringe oder Metallbügel, die ebenso mit dem Glas verbunden
werden, gehaltert werden. Bei Röhren, bei denen äußerlich gleichartige, aber verschiedenen
elektrischen Zwecken dienende Durchführungen verwendet werden und besonders dann,
wenn die Anordnung der Stifte symmetrisch vorgenommen wird, besteht das Bedürfnis,
einzelne solcher Durchführungen gegenüber anderen hervorzuheben.
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Diese Forderung wird mittels Durchführungen, welche dem der Erfindung
zugrunde liegenden Verfahren unterworfen sind, dadurch gelöst, daß die zur Herstellung
der Durchführung verwendeten metallischen Leiter Maßnahmen unterzogen werden, die
infolge einer Hydroxydbildung an dem Metall der Einschmelzzone gleichmäßige und
ins Auge fallende intensive Veränderungen des Farbtopes
der Einschmelzzone
hervorrufen. ohne sonstige, die Glasdichtigkeit der Einschmelzung beeinträchtigende
Zusätze zu benötigen.
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Es ist eine bekannte Tatsache, daß bei der Einschmelzung von hupfermanteldraht
in Glas bisweilen unabsichtlich und bisher nicht willkürlich reproduzierbar Punkt-
oder fleckförmige Verfärbungen an den Berührungsflächen von Draht und Glas auftreten
können. Es gelang aber bisher nicht, derartige eidottergelbe Verfärbungen in gleichmäßiger
Form herzustellen. Die Erfindung zeigt einen Weg zur Herstellung derartiger Verbindungen
und zieht ihre optische Unterscheidungskraft zur Erzielung der Kennzeichnung ähnlicher
metallischer Leiter heran.
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Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, die metallischen Leiter
vor der Herstellung der Durchführung mit einer dünnen Schicht eines im Laufe des
Einschmelzvorganges Kristallwasser abgebenden Stoffes zu versehen und die Anschmelzung
des Leiters bei schwach reduzierender Einschmelzflamme vorzunehmen. Durch das abgegebene
Kristallwasser der nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung aus Borax- oder Phosphorsalzen
gebildeten Schicht findet bei gleichmäßiger Einschmelztemperatur, z. B. im Fall
der Verwendung von Kupfer oder Kupfermanteldraht, eine Bildung von Cuprohydroxyd
an der Berührungsfläche statt, welche eine gegenüber gleichartigen, aber ohne Ver-«-endung
der Zwischenschichten vorgenommenen GIas-Metalldurchführungen eine intensive Änderung
des Farbtones hervorruft.
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Besonders deutlich wird die Kennzeichnungskraft einer nach dem Verfahren
hergestellten Durchführung bei Einschmelzung von Kupfermanteldrähten in Glas, besonders
in den Preßglasboden von Rundfunkröhren. Während diese Einschmelzungen üblicherweise
eine rötliche Farbe an den Berührungspunkten Metall-Glas aufweisen, entsteht bei
Verwendung einer dünnen Zwischenschicht einer nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten
Durchschmelzung eine leuchtende eidottergelbe Farbe der Einschmelzungszone. Bei
der Herstellung dieser Durchführungen ist aber eine hohe Konstanz der. Einschmelzungstemperatur
des Gasgemisches der Flamme, welche die Einschmelzung bewirkt, erforderlich.
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`ach einem weiteren Vorschlag der Erfindung können aber diese besonders
bei der Massenfertigung solcher Durchführungen nicht ganz leicht einhaltbaren Bedingungen
weitgehend aufgehoben «-erden und das Verfahren dadurch vereinfacht werden, daß
die Herstellung der Durchführungen in mehreren Stufen erfolgt. Die erste Stufe besteht
darin. auf dem metallischen Leiter die Kristallwasser abgebende Schicht aufzubringen.
Dann: wird der metallische Leiter in einen Glaskörper oberhalb der sich über die
Länge der Einschmelzzone erstreckenden Schicht an den Leiter angeschmolzen. Im Fall
der üblichen Glas-Metall-\Terschmelzung, der Einschmelzung von Kupfermanteldraht
in Glas, ist der Glaskörper ein Glasröhrchen dünnen Wanddurchmessers, welcher auf
der Zwischenschicht, die aus Borax mit einem Feuchtigkeitsgehalt von o,25 bis 3°/a
oder Phosphorsalz gebildet ist, aufliegt. Durch diesen abgeschlossenen Glaskörper
wird erreicht, daß der Feuchtigkeitsgehalt infolge der Kristallwasserabgabe weder
durch ungleichmäßige Erhitzung verändert wird, noch durch Kondensation von Wasserdampf
aus der Einschmelzflamme zur ungleichmäßigen Hydroxydbildung führt.
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Die Erfindung sei an Hand von Figuren weiter erläutert. Die Fig. i
zeigt eine Prinzipdarstellung einer nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten
Durchführung zwischen einem metallischen Leiter i durch einen Glasteil e. Die Kristallwasser
abgebende Schicht 3 erstreckt sich, wie aus der Figur ersichtlich ist, in gleichmäßiger
Form über den wesentlichen Teil der Einschmelzzonen.
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Die Anwendung dieses im vorhergehenden beschriebenen Verfahrens wird
in Fig. 2 gezeigt. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel einer nach der Erfindung
hergestellten Durchführung dient der aus Kupfer oder Kupfermanteldralit bestehende
Leiter i als Zuführungsstift einer Entladungsvorrichtung. Dieser Zuführungsstift
i wird mit einer Kristallwasser abgebenden Schicht 3 bedeckt und vor dem Herstellen
der Durchführung durch Einschmelzen in ein Glasröhrchen d. gesteckt, dessen Länge
etwas größer als die Kristallwasser abgebende Bedeckung 3 ist. Dieses Glasröhrchen
q. wird dann an seinen beiden Enden 5 an den Leiter i angeglast, so daß in dem sehr
geringen Zwischenraum zwischen der Kristallwasser abgebenden Schicht 3 und dem Glasröhrchen
.4 bei der Herstellung der eigentlichen Durchführung konstante Druckverhältnisse
herrschen und das zur Hydroxydbildung erforderliche Wasser nicht entweichen kann.
Der mit dem angeglasten Röhrchen .4 verbundene Körper wird nun in eine entsprechende
öffnung des Glasgrundkörpers 2 eingebracht und verschmolzen. Dabei entsteht durch
Hydroxydbildung bei Verwendung von Borax als Schichtstoff der Bedeckung 3 infolge
der Abgabe des Kristall,.vassers eine intensive eidottergelbe Färbung der Einschmelzzone.
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Die Fig. 3, .I, 5, 6 und 7 zeigen die Anwendung von nach dem Verfahren
der Erfindung hergestellten Entladungsgefäßen. Die Fig. 3 zeigt den Fuß einer Elektronenröhre,
der in üblicher Weise aus einer Preßglasscheibe 6 und mehreren symmetrisch angeordneten
metallischen Zuführungsstiften 7 besteht, welche als Durchführungen 8 ausgebildet
sind. Gerade dann, wenn, wie im Fall des vorliegenden Beispiels, die Anordnung der
Stifte symmetrisch und gleichartig vorgenommen wird und die Röhre an dem dem Röhrenfuß
abgewendeten Ende evakuiert wird, besteht die Notwendigkeit, an dein Röhrenfuß Maßnahmen
vorzunehmen, welche eine derartige Kennzeichnung des Fußes ergeben, daß das Einsetzen
der Röhre in die Fassung bei richtiger Lage der Röhre zu den vorgesehenen Sockelanschlüssen
gewährleistet ist. Bisher bekannte Maßnahmen liefen sämtlich darauf hinaus, durch
mechanische Hilfsmittel zur Festlegung der Lage
der definierten
Stellung der Zuführungsstifte zur Fassung Suchnocken, Führungsstifte oder -fortsätze
an oder in der Nachbarschaft des Röhrenfußes anzubringen. Die Erfindung schlägt
vor, einen Stift, wie in der Figur veranschaulicht wird, nach dem Verfahren der
Erfindung mit einer sich in der Färbung der Einschmelzzone unterscheidenden Schicht
3 herzustellen, während die übrigen Einschmelzzonen 9 der anderen Stifte 7 die bei
üblicher Herstellung von Durchführungen auftretende Farbtönung aufweisen. Diese
Maßnahme reicht für sich allein aus, die Lage der Röhre gegen ihre Fassung festzulegen,
bietet aber in Verbindung mit den bekannten Maßnahmen zur mechanischen Festlegung
der Röhre in der Fassung ein wertvolles Hilfsmittel, den Ausgangspunkt der Numerierung
der Stifte besonders augenfällig auffindbar zu machen. Die Fig. d. zeigt die Anordnung
der Fig.3 im Querschnitt und läßt die Vorteile der Verwendung einer gemäß Fig.2
hergestellten Durchführung zur Herstellung des zu kennzeichnenden Durchführungsstiftes
besonders deutlich werden. Mit besonderem Vorteil kann man aber auch den oder die
zur Zuführung der Heizerzuleitung dienenden Stifte nach der Erfindung kennzeichnen.
Liese Markierung der Heizeranschlüsse ist für die Technik der Röhrenprüfung von
sehr einschneidender Bedeutung, da die erste Funktionsprüfung einer Rundfunkröhre
oder Weitverkehrsröhre in den weitaus meisten Fällen auf Unversehrtheit des Heizfadens
erfolgt und diese Markierungen der Heizfäden besonders dann, wenn sie an einer Serie
von Rundfunkröhren, beispielsweise einem Röhrensatz, zur Bestückung von Überlagerungsempfängern
nach dem Verfahren der Erfindung vorgenommen werden, nicht nur bei der Prüfung dieser
Röhren die Heranziehung von Sockelschaltungsunterlagen ersparen, sondern unmittelbare
Rückschlüsse auf die verwendete Größe des Heizstromes oder der Heizspannung zulassen.
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Die optische Kennzeichnungskraft solcher nach der Erfindung hergestellter
Durchführungen ist aber nicht auf die angegebene Ausführung von Elektronenröhren
beschränkt. Sie kann auch vorteilhaft überall da verwendet werden, wo spannungführende,
insbesondere Hochspannung führende Zuleitungen gegenüber anderen, insbesondere sogenannten
kalten Zuleitungen hervorgehoben werden sollen. Die Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel
einer derartigen Entladevorrichtung. Eine Glimmentladungsstrecke, welche eine Anode
i i und eine Kathode 12 umfaßt, ist mit entsprechenden Zuleitungen. 13 durch
die Wand des aus Glas bestehenden Gefäßes io geführt. Während die Durchführung 1q.
der kalten Elektrode in herkömmlicher Form erfolgt, wird die Durchführung 15 gemäß
der in Fig. i gezeigten Form hergestellt. Besonders dann, wenn solche Entladungsvorrichtungen
lichtempfindliche, unbeheizte Kathoden aufweisen und demzufolge mit einem lichtabdeckenden
überzug versehen werden müssen, der aber auch verhindert, durch Vergleich der Form
der Elektroden heiße oder kalte Elektroden zu erkennen, tritt die optische Kennzeichnungskraft
der nach der Erfindung hergestellten Durchführungen besonders deutlich in Erscheinung.
Die Dichte der Hochvakuumverbindungen der nach der Erfindung hergestellten Durchführungen
zwischen Kupfer und Glas ist besonders für die Herstellung der auch aus Sicherheitsgründen
erwünschten optischen Kennzeichnung von Hochspannung führender Zuleitungen besonders
gut geeignet. Die Fig. 7 zeigt eine derartige mit Durchführungen nach der Erfindung
versehene Kurzwellenröhre, welche in einem Glasgefäß io symmetrisch gleichartige
und in einer zur Symmetrieachse der Röhre senkrechten Ebene radial herausgeführte
Zuleitungen 13 trägt, während weitere Zuführungen 15 an den die Deckel des Gefäßes
bildenden Wänden durchgeschmolzen sind. Auch hier ist man aus verschiedenen elektrischen
und konstruktiven Erwägungen heraus bemüht, möglichst symmetrische Anordnungen zu
schaffen. Die Unterscheidungskraft von der nach der Erfindung hergestellten Einschmelzzone
3 gegenüber in üblicher Art hergestellten Durchführungen 9 kann, wie im vorliegenden
Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt wird, sowohl zur Kennzeichnung spannungführender
Leiter als auch gleichzeitig zur Festlegung der Röhre gegen ihre entsprechenden
Anschlüsse der Fassung verwendet werden.
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Schließlich wird noch in Fig. 6 die Verwendung von nach der in Fig.
2 dargestellten Ausführungsform von Durchführungen als Zuleitungen 15 einer
hochbelasteten Röhre, vorzugsweise einer Senderöhre oder eines Stromrichters, dargestellt.
Diese Zuleitungen 15 werden nach der im vorhergehenden Teil der Beschreibung
erklärten Weise mit einem pfropfenartigen Preßglaskörper 16 umschlossen, der über
der Kristallwasser abgebenden Schicht 3 an die entsprechenden Zuleitungen 15
angeglast wird, worauf wiederum die Verbindung des Grundglaskörpers io mit den angeglasten
Zuleitungen 15 durch Erhitzen erfolgt.