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Verfahren zum Verschmelzen der aus Glas od. dgl. bestehenden Teile
eines Glühlampen- oder Entladungsröhrengefäßes od. dgl. Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zum Verschmelzen von in der Glühlampen- und Elektronenröhrenerzeugung
erforderlichen Gefäßteilen aus Glas und sich ähnlich verhaltenden Stoffen, insbesondere
der beiden Kolbenteile einer Glühlampe, wobei der Verschmelzungsvorgang bisher durch
in der Verschmelzungszone anwesende, oberflächlich haftende Beläge gestört war.
Damit ist gemeint, da.B die Innen- oder auch Außenwand oder auch der Verschlußteil
oder diese beiden zu verschmelzenden Teile an den für die Verschmelzung entscheidenden
Bereichen oberflächliche, in diesem Bereich unerwünschte, nicht zur Glasmasse primär
gehörige Belegungen, Bestäubungen, Anfrittungen od. dgl. aufweisen, die den normalen
Verschmelzungsvorgang stören oder auch verhindern können. Die Erfindung ist besonders
für die Erzeugung solcher elektrischer Glühlampen wertvoll, deren Kolben zwecks
Zerstreuung und/oder Färbung des Lichtes innenseitig mit einem Belag versehen werden,
der an. den für die Einschmelzung entscheidenden Stellen nur unter Inkaufnahme verteuernder
zusätzlicher Maßnahmen weggelassen oder nach einmal erfolgter Aufbringung entfernt
werden kann. Normal geformte Kolbenteile vorausgesetzt, ist diese Stelle eine innere
Ringzone des Kolbenhalses, die sich im Zuge des bekannten Verschmelzungsvorganges
unter Erweichung an den Rand des Tellerrohrteiles anschmiegen und. mit demselben
verschmelzen soll.
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Es hat sich gezeigt, daß beispielsweise Kolben, die an der Innenseite
einen Belag von feinverteilter
Kieselsäure tragen, infolge des auch
am Kolbenhals anliegenden Belages beim Verschmelzen mit dem Tellerteil zu erhöhtem
Bruch, Undichtigkeiten, unansehnlichen Verfärbungen u. dgl. führen, da die Belagspartikel
von dem nur erweichenden, mäßig bleihaltigen oder auch bleifreien Glas, aus dem
solche Kolbenteile bestehen, überhaupt nicht oder nur ungenügend aufgenommen werden.
Wohl bewirken eine indes nur beschränkt mögliche Steigerung der Einschmelzhitze,
eine Verlängerung der Erhitzüngsdauer, die Verwendung von 2o- bis 3o%igem Bleiglas
für beide Glashauptteile und ähnliche Maßnahmen zwar kleine Verbesserungen, ohne
jedoch wirklich befriedigen zu können. Auch ist ein Abdecken des Kolbenhalses während
des Belegungsvorganges infolge der hohen Durchmessertoleranzen der Gläser kaum durchführbar,
wie auch das saubere, bereichsweise Wegwischen oder Abschaben des Belages ebenfalls
umständlich und kostspielig ist. Wurde dieser Belag durch Verbrennen einer organischen
Siliziumverbindung erzeugt, so haftet zudem seine innerste Schicht sehr fest am
Glas, und die beim Abschaben auftretende Wolke hochdispersen Staubes legt sich außerdem
alsbald wieder hartnäckig an die Glaswände an, abgesehen davon, daß sie unter Umständen
gesundheitsschädlich ist (Silikose).
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Erfindungsgemäß wird die Verschmelzungszone mit einer zusätzlichen
Auftragung eines leicht schmelzenden Materials versehen, welches, ohne die Verschweißung
der Gefäßteile zu ersetzen, vor der Verschmelzung dieser Teile niederschmilzt und
dabei den oberflächlich haftenden Belag auflöst oder in sich aufnimmt und sich bei
der schließlichen Verschmelzung der Gefäßteile mit diesen innig verbindet. Diese
zusätzliche Auftragung besteht aus einem Stoff, der bei Anwendung normaler Einschmelzhitze
schön vor dem Erweichen der Gefäßteile schmilzt und dabei den Belag lösend oder
einhüllend aufnimmt, so daß die die Verschmelzung der Hauptgläser störenden festen
Partikel unschädlich werden und eine Verschmelzung entsteht, deren Homogenität daran
kenntlich ist, daß der Verschmelzungsbereich glasklar ausfällt und eher weniger
zu Bruchanfall neigt als die durch Verschmelzung blanker Gläser erhaltene Verbindung.
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In der Elektronenröhrentechnik ist es bekannt, zwei Gefäßteile dadurch
fest und vakuumdicht zu einer Einheit zu verbinden, daß man sich niedrigschmelzender
Fritten oder Emails bedient, welche die Stoßstelle der beiden Gefäßteile nach Art
einer Lötung dichtend überbrücken. In diesem Fall ist der Unterschied in den Erweichungspunkten
der Fritte einerseits und der Kolbenteile anderseits so beträchtlich, daß von einer
direkten Verschmelzung der Gefäßteile nicht gesprochen werden kann, denn sie behalten
ihre äußere Form auch während des Verbindungsvorganges praktisch unverändert bei.
Mit dieser Verbindungsart, die übrigens mit mehreren Übelständen behaftet ist, namentlich
dem ihrer Sprunganfälligkeit, hat die Erfindung deshalb nichts zu tun, weil es im
vorliegenden Fall nicht darum geht, die Deformation der Gefäßteile in der Verschmelzungshitze
zu vermeiden oder, anders ausgedrückt, eine Schweißung durch eine Lötung zu ersetzen.
Man hat auch schon vorgeschlagen, die hei sehr lange währender Erhitzung von Hartgläsern
zu beobachtende oberflächliche Entglasung dadurch zu verhindern, daß man die Oberflächen
mit einer dünnen Auftragung von Stoffen versieht, welche die Liquidustemperatur
des Glases senken. Dieser Vorschlag hat nichts mit der Unschädlichmachung oberflächlich
haftender Fremdbelage in der Verschmelzung von Gefäßteilen zu tun, wie vorliegendenfalls
auch die Erhitzungsdauer dieser Teile nur ganz kleine Bruchteile von jener Dauer
erreicht; bei der die genannte Entglasung beobachtet wird.
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Als Auftragsstoffe. kommen für das vorliegende Verfahren beispielsweise
Siliko-Borate mit einem größeren Zusatz von Bleioxyd (Pb Ö) in Betracht, jedoch
eignet sich jedes niedriger als die Hauptgläser schmelzende Glas oder Email, j a
es werden sogar mit einer aufgebrachten Pulverschichtzone aus feingepulvertem Kolben-
oder Gestellrohrglas recht gute Resultate erzielt, da bekanntlich ein Glasfeinpulver
viel leichter schmilzt als das gleiche Glas, wenn, in massiver Form verwendet.
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In Anwendung auf gewöhnlich in der Kolbenherstellung verwendetes Kalkglas
(Limeglas) hat sich eine Auftragsmasse folgender Zusammensetzung bewährt: Zoo g
eines Gemenges von 700/0 Mennige (P1),04), io % Quarzmehl (S.i 02) , 2o % Borsäureanhydrid
(B20,) werden mit Zoo cm3 Alkohol 50 Stunden in einer Kugelmühle mit Porzellankugeln
gemahlen. Dieses Gemenge wird mittels Pinsels in solcher Menge auf die beispielsweise
mit einem lichtzerstreuenden Silikat versehene Innenseite eines Glühlampenkolbens
aufgetragen, d.aß noch kein Abrinnen des Auftrages eintritt. Der Auftrag saugt sich
alsbald in diesen Belag ein, und der Kolben ist damit fertig zur Verschmelzung.
Zweckmäßig läßt man den Kolben während. des Auftragens rotieren.
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Der Erfindungsgedanke ist bei der Anwesenheit der verschiedenartigsten
Kolbenbeläge anwendbar, die aus glasbildenden oder von Glas- oder Emailschmelzen
leicht lösbaren Oxyden oder anderen Verbindungen bestehen; ihre Anzahl ist eine
bedeutende, wobei sowohl typische Glasbildner oder Zusätze, die von schmelzflüssigem
Glas leicht aufgenommen werden, als auch andere Kolbenbelagsmassen in Betracht kommen,
die nicht ohne weiteres als Glasbildner anzusehen sind, wie z. B. die schon genannte
künstliche Kieselsäure (Si 02), ferner gepulverter Quarz, Magnesia, Aluminiumoxyd,
Natron (Na20), Kali (K20), Wasserglas, die Oxyde des Titans, Mangans, Eisens, Chroms,
Kobalts, Fluorkalzium, Natriurnaluminiumfluorid, Bariumoxyd; Phosphate, Borate und
insbesondere auch die als Leuchtsalze in Entladungsröhren verwendeten Substanzen,
wie z. B. Zinksilikat u. v. a. in.
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Auch Kolben, die den die Verschmelzung störenden Belag an der Kolbenaußenseite
tragen, können erfindungsgemäß behandelt werden, da beim Verschmelzungsvorgang
oft
Einstülpungen des Kolbenhalses vorkommen. In solchen Fällen wird die zusätzliche
Auftragung außen oder außen und innen vorgesehen. Auch Tellerrohrgestelle von Glühlampen,
die, wie üblich, mit den sogenannten Lampenpräparaten, d. h. Suspensionen von Fluorkalzium
und/oder Natriumaluminiumfluorid und Phosphor, bestäubt oder besprüht werden, wobei
immer die Gefahr besteht, daß Partikel dieser Substanzen auf die Tellerränder geraten,
können ebenso, wie Kolben von Radioröhren auf die Partikel von Aluminiumoxyd, von
der Heizdra;htisolation herrührend, oder von Erdalkalikarbonat, vom Kathodenbelag
herrührend, gelangen, erfindungsgemäß behandelt werden.
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Insbesondere werden auch an der Innenwand mit Leuchtsalzschichten
versehene Leuchtröhren erfindungsgemäß behandelt und verschmolzen.
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Die Aufbringung der feinteiligen Auftragung kann auch aus wäßrigen
oder diversen organischen Suspensionen, gegebenenfalls Pasten, außen durch Aufstreichen
oder Aufpinseln, auch durch Aufsprühen, Bestäuben, durch Eintauchen der Kolbenhälse
oder Tellerränder, gegebenenfalls unter schräger Rotation dieser Teile bzw. unter
Rotation der Suspension, erfolgen, so daß sich ein paraboloidförmiger Flüssigkeitsspiegel
bildet, der z. B. die Tellerränder tangieren kann. Die Teilchen haften adhäsiv nach
Verdampfung des Suspensionsmittels sehr gut. Die Auftragung kann auch schon erfolgen,
bevor noch der störende Belag an der betreffenden Stelle entstanden ist.