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Vorrichtung zum Abschmelzen von Vakuumröhren Die Erfindung liegt auf
dem Gebiet der Abschmelzeng von Kathodenstrahlröhren und bezieht sich :auf eine
Maschine, welche das Abziehen von Kathodenstrahlröhren von der Pumpe völlig selbSttätig
bewerkstelligt.
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Eine Kathodenstrahlröhre besitzt normalerweise einen rohrförmigen
Hals, dessen aufgeweitetes, Ende mit dem Abschmelzröhrchen verschmolzen werden muß:
Dabei muß ein Abschmelzröhrchen, an dem sich ein Flansch befindet, mit dem Röhrenhals
verschmolzen werden, um einen Anschluß an die Vakuumpumpe. zur Durchführung der
Entlüftung zu schaffen.
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Nachdem der genannte Flansch mit dem Röhrenhals verschmolzen .ist,
wird der aufgeweitete Teil des: Röhrenhalses entfernt, so daB die Unterseite des
Flansches frei liegt. Dann kann die Röhre evakuiert und abgezogen werden, wobei
dieses. Abziehen durch Erhitzen und Ausziehen des Abschmelzröhrchens stattfindet,
so daß sich dieses schließt.
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Bei der Evakwierung der Röhre vor denn Abschmelzen durchläuft die
Kathodenstrahlröhre einen Heizofen, in welchem die Temperatur allmählich bis auf
4oo° c ansteigt und dann wieder abnimmt, so daß die Röhre den Ofen mit etwa 2,5o°
C verläßt. Während des Erwärmungsprozesses wird-das Innere der Röhre mit allen Mitteln
entgast; es wird nämlich beispielsweise noch eine Getterpille innerhalb der Röhre
verdampft; bevor diese den Ofen verläßt und abgeschmolzen wird.
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Bisher wurde das Abschmelzen des Entlüftungsröhrchens durch Spezialarbeiter
im Handarbeitsbetrieb durchgeführt. Das dazu benutzte Werkzeug ist Y-förmig ausgebildet,
wobei je eine Stichflamme an den beiden freien. Enden des Y-fö:rmigen Werkzeuges
austritt. Der Arbeiter drückt dieses Werkzeug
gegen, das Abschmelzröhrchen,
um dieses zu erweichen" wobef die Erreichung der richtigen Temperatur lediglich
geschätzt werden kann. Wenn der Arbeiter das Abschmelzröhrchien für genügend erweicht
erachtet, hebt er die Kathodenstrahlröhre ein wenig an, so daß das Abschmelzröhrchen
um etwa zo cm gestreckt und dabei von der Vakuumpumpe abgetrennt wird.
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Dabei ist es jedoch notwendig, sehr enge Toleranzen einzuhalten und
ferner die Erweichungstemperatur des Glases, bei welcher das- Abschmelzröhrchen
ausgezogen wird, sehr sorgfältig zu regeln, " damit sich nicht bei der Erhitzung
und dem Abziehvorgang eine Beule in dem Entlüftungsröhrchen bildet. Die Entstehung
einer solchen Beule kann zu einem Bruch des Glases führen, wenn die Glaswand nicht
stark genug ist, um die Diruckdifferenz zwischen dem Atmosphärendruck und dem geringen
Innendruck der Röhre aufzunehmen. Im Idealfall soll das Abzieherz; der Röhre dann
stattfinden:, wenn das Glas so plastisch geworden ist, däß- es einer Zugbelastung
von etwa 23,5o g nicht mehr widersteht. Wenn. dieser Zeug erst wach. Erreichung
einer höheren Plastizität auftritt, ist das Glas bereits so stark erweicht; daß
ein Loch in der- Wand des Entlüftungsröhrchens entstehen kann.
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Die Stelle, an der das Röhrchen .abgetrennt wird, muß so gewählt werden,
daß eine Kunststoffkappe; welche übeir' den Hals der Kathodenstrahlröhre geschoben,
wird und zum Anschluß der Kathodenstrahlröhre an die verschiedenen Klemmen eineu
entsprechenden. Schaltungsanordnung dkht, salbsttätig in, die richtige Lage; zum
Abschmelzröhrdhen und zum Röhrenhals kommt.
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Ein Zweck der Erfindung besteht darin, eine selbttätig arbeitende
Maschine zur Abschmelzung von Kathodenstrahlröhren zu schaffern, bei welcher die
Streckung des Abschmelzröhrchens erst stattfindet, wenn das Glas. ig6nügend erhitzt
ist, undwelche bei jeder Röhrengröße dieselbe Trennungsstelle an dem Abschmelzröhrchen
auswählt.
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Bei der Bandfabrikation: von Kathodenstrahlröhren können Unterschiede
zwischen aufeinanderfolgenden Röhren vorhanden sein, welche eine Neueinstellang
der Maschine zum Abschmelzen der verschiedenen Röhren notwendig machen. Zum
Beispiel kann- es notwendig sein, daß nach einer Reiche von Röhren mit 40 cm Schirmdurchmesser
eine weitere Reihe von Röhren mit 5o cm Schirmdurchmesser und danach !eine Anzahl
von Röhren mit - 75 cm Schirmdurchmesser abgeschmolzen: werden maß. -Daher besteht
ein weiterer Zweck der Erfindung darin, -eine selbsttätig arbeitendeAbschmelzmaschine
zu schaffen., welche sich selbst auf Röhren verschiedener Größe einstellt und solche
Röhren verschiedener Größe unabhängig-von den- Abmesstingen oder etwangenUnvodlkommenheitemder
Röhrenstirnfläche verarbeiten kann. .-Die Erfindung' betrifft eine Vorrichtung zur
Abschmelzung von Vakuumröhren, die erfindungsgemäß aus einer Grundplatte, aus. feinem
Gestell, aus Greifklauen und aus Einrichtungen zur Bewegung des Gestells gegenüber-der
Grundplatt6 besteht. Die Greifklawen kommen beiderseits des Abschmelzröhrchens zu-
liegen. Ferner sind Einrichtungen vorhanden, welche das Anlegen der Greifklauen
beiderseits des Abschmelzröhrchens bewirken. Aus den Greifklauen, die das untere
Ende des Abschmelzröhrchens halten, treten Flammen zur Erhitzung des Ab,schmelzröhrch
eis aus. Außerdem Ist eine Vakuumanlage, die zum Zwecke der Dehnung und somit zur
Absdhmelzung des Röhrchens anhebbar eilgeordnet ist, mit dem Abschmelzröhrchen verbunden.
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Fig. r stellt eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer
Kathodens.trahlr6hre dar; wobei ein Abschmelzröhrchen in das untere Ende des Röhrenhalses
eingesetzt ist; Fvg. 2 ist eine Seitenansicht eines Wagens, in den eine .Kathodenstrahlröhre
eingesetzt ist und der zur Evakuierung dieser Röhre benutzt wird; Fig.3 ist eine
Seitenansicht einer Röhre, bei, welcher das Entlüftungsröhrchen ,bis zum Abschmelzen
ausgezogen ist; Fig. q. ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen
Abschmtelzmaschine; Fig. 5 stellt in perspektivischerAnsicht die beiden Klauen dar,
welche das Abschmelzröhrchen umgreifen und dasselbe in geeigneter Weise erhitzen;
Fiig. 6 ist eine im Schnitt gehaltene .Seitenansicht eines Saughalters für die Stirnfläche
der Kathodenstrahlröhre; während Fg.7 eine Seitenansicht einer Kathodenstrahlröhre
ist, welche sowohl die Abschmelzfiammen wie auch den. Saughalter in der jeweils
oberen Stellung erkennen läßt.
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In Fig. 1 ist eine Kathodenstrahlröhre 1 dargestellt, deren Hals .2
an: seinem unteren Ende 3 hufgeweitet ist. In den Hals ist ein Abschmelzröhrchen
q. eingesetzt, welches aus einem flanschartigen Teil 5 und einem rohrförmigen Teil
6 besteht und welches 'konaxial zum Röhrenhals 2 angeordnet ist. Das aufgeweitete
Ende 3 der Röhre wird nach dem Anschmelzen des Flansches 5 abgeschnitten.
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Die Röhrte wird sodann in einen Wäigen 7 eingesetzt, -der in Fig.
2 dargestellt ist. Der Wägen 7 trägt eine Vakuumpumpe 8, welche mit dem Röhrchen
q. über eine Kupplung 9 verbunden ist, die luftdicht- an; das -untere Ende des Röhrchens
6 angeschlossen ist. Während des Entlüftungsvorganges durchläuft der Wagen 7 mit
der Röhre r einen Ausheizofen .und gelangt schließlich zu der jenigen Stelle; an
welcher das Abschmelzen oder Abziehen.- dar Röhre stattfinden soll.
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Die Abschmelzvorrichtung (Fig. q.) besteht aus einem Traggestellzo,
den Greifklauen 11, einer, nur zum Teil dargestellten und mit 12 bezeichneten Grundplatte
und einer- geeigneten, -im folgenden noch näher zu beschreibenden Einrichtung zum
Ab-
schmelzen der Kathodenstrahlröhre. Auf der Grundplatte 1ä ist zu diesem
Zweck beispielsweise ein ZYlinderf 13 befestigt, der die Aufgabe hat, das Traggestell
1o in eine solche Lage zu bringen, daß die Greifklauen i 1 das Abschmelzröhrchen
6 umfassen können. Zu diesem. Zweck ist das Träggestell
ro beispielsweise
mittels der zylindrischen Hülse roa auf der Grundplatte 12 drehbar gelagert.
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Wenn das Traggestell io in die richtige Lage zum Röhrenhals 2 bzw.
zum Abschmelzröhrchen 4 gebracht ist, wird mittels einfies weiteren Zylinders 14
eine Kolbenstange 15 verschoben, welche die Klauen i i betätigt, d. h. die sich
aus dem Zylinder 14 herausbewegt und mittels der Zahnräder 16 und 17 sowie der Wellen
i8 und i811 und der Zahnräder i611 und 1711 die Klauen ii von beiden Seiten an das
Röhrchen 4 anlegt.
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Die Betätigung des- Kolbens im Zylinder 14 kann durch ein mechanisches
oder elektrisches Zeitrelais bewerkstelligt werden, welches beispielsweise mittels
einer Photozelle ausgelöst werden kann.
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Die Klauen i i sind beide mit einer Anzahl von auf ihren Umfang verteilten
Austrittsöffnungen 22 für Gasflammen ausgerüstet und vorzugsweise auch je mit einer
Deckplatte aus Asbest ig und iga (Fing. 5). Diese Deckplatten, weisen eine Öffnung
20 für das Röhrchen 6 auf.
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Wenn -die Greifklauen i i geschlossen sind, werden mittels eines dritten
Zylinders 21 die Asbestplatten ig und iga angehoben, bis sie an der Unterseite des
Flansches 5 anliegen, so daß die aus den Öffnungen 22 austretenden Gasflammen die
richtige Stelle des Röhrchens q. treffen.
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In der dargestellten Ausführungsform wird dann der Luftdruck innerhalb
des Zylinders 21 wieder erniedrigt, so daß mittels der Federn 2111 und gib ein Tragkreuz
23 angehoben wird, bis die erwähnten Asbestplatten an der Unterseite des Flansches
5 anliegen. Das Tragkreuz .23. ist mittels geeigneter Kragen oder durch sonstige
.geeignete Mittel an der Stange 24 befestigt, die ihrerseits :an dem Traggestell
ro befestigt- ist. Die Zahnradwellen 18 und i811 sind sowohl in -dem Tragkreuz 23
Aals in einer Druckplatte 23a drehbar, aber in ihrer Axialrichtung nicht verschiebbar.
Die Druckplatte 113a ist Somit 11,n den Wellen iS; I811 befestigt. Daher bewegen
sich alle Zahnräder, das Tragkreuz 23 und die Zahnradachsen 18, 189 sowie die Druckplatte
23a zusammen in vertikaler Richtung.
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Nachdem das Röhrchen 4 erhitzt worden ist, muß es um eine entsprechende
- Strecke ausgezogen werden, um die Abschmelzung der Röhre zu bewerkstelligen. Diese
Bewegung wird - mittels des Saughalters 25 -(Fig. 3 und 4) durchgeführt. Bei; der
beschriebenen Ausführungsform besteht der Saughalter 25 (Fig. 6) aus einer drehbaren
Platte 25a, an der ein Gummiring 25b befestigt ist, ferner aus einer Kugel 26, die
,in einer Kugelschale 27 gelagert ist; und aus einem Tragrohr 28 sowie aus einer
VorriegelungseinrichtUng 29, welche die Platte 25' gegenüberder Kugelschale
27 festlegt.
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Die Einrichtung ist so konstruiert, daß durch das Rohr 28 über die
Bohrung 310 der Kugel 26 der vom Gummiring 25b und der Platte 25a umschlossene Raum
evakuiert wird, so d:aß die Kuges 26 an die Innenseite der Kugelschale 27 zu liegen
kommt.
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Das Rohr 28 ist axial innerhalb der Hülse 3 i' verschiebbar .(Fig.
4), die ihrerseits mit einem Längsschlitz 32 versehen ist, in dem sich «das T-Stück
33,, welches den Innenraum des Rohres 28 mit einer Vakuumpumpe verbindet, bewegen
kann. An das T-Stück 33 ist ein weiteres Rohr 34a .angeschlossen, welches zur Betätigung
des Zylinders 34 dient, wenn dieser über das T-Stück 33 evakuiert wird. Der Zylinder
3.4 dient dazu, das- Rohr 28 gegenüber der I-Tülse 31 festzulegen und daher auch
die Stellung des Saughalters 25 gegenüber dar Hülse #3,i.
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Bei dieser Anordnung kann die Platte 25a gegenüber der Hülse 31 bewegt
werden, so daß sie sich an der Stirnfläche der Kathodenstrahlröhre unabhängig von
deren jeweiligen Höhe und unabhängig von der Form dieser Stirnfläche festsaugt.
Wenn der Gummiring 25b- auf der Röhrenstirnfläche aufliegt, wird der Innenraum der
Platte 25a evakuiert und mittels des Zylinders 3@q. die Platte 25a und das Rohr
28 gegenüber der Hülse 31 festgelegt. Die be@ schriebene teleskopartig wirkende
Anordnung berücksichtigt also selbsttätig die verschiedenen vorkommenden Höhen,
Längen, und der Kathodenstrahlröhren, welche auf der Maschine abgeschmolzen werden
sollen.
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Die Erfindung ist nicht auf bestimmte Methoden oder Anordnungen zur
Bewerkstelligung der Anhebung und Absenkung der Platte 25a oder zur Befestigung
einer derartigen Platte an der Röhrenstivrnfläche beschränkt. Bei der beschriebenen
Aus, führungsform ist eine hydraulische Vorrichtung 35a mit Rohren zur Zuleitung
einer Druckflüssigkeit auf eine Seite eines Kolbens lediglich als Ausführungsteispiel
dargestellt.
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In Fig. 4 befindet sich dieser Kolben 315 am oberen Ende des Zylinders
316. In einem geeigneten Zeitpunkt, beispielsweise dann, wenn. die Druckplatte 23a
mittels der Federn gib und Zia angehoben ist, wird ein Schalter 37 geschlossen,
welcher seinerseits ein nicht mit dargestelltes mit einer Spule ausgerüstetes Ventil
unter Strom setzt, das den Zustrom von Flüssigkeit in den Raum oberhalb des Kolbens
35 steuert und daher die Hülse 31 und die Platte 2511 absenkt, bis der Gummiring
25b auf der Röhrenstirnfläche aufliegt. Wenn dieser Ring die Röhrenzstirnfläche
berührt, so wird mittels eines Armes 38a, der am Rohr z8 befestigt ist, ein Ausschalter
38 betätigt, und zwar in Abhängigkeit von der Länge der abzuschmelzenden Röhre.
Dieser Ausschalter 38 erfüllt drei Aufgaben. Er bewirkt nämlich erstens eine Entregung
des nicht mit dargestellten Ventils und sperrt somit den Zustrom der Flüssigkeit
in den Raum oberhalb des Kolbens 35. Ferner steuert der Schalter 38 ein nicht mit
dargestelltes Ventil, über. welches das T@Stück 33 :an die bereits erwähnte V akuumpumpe
angeschlossen wird; so daß die Platte 25a und das Rohr 218, in ihrer Lage
gegenüber der Hülse 31 festgelegt werden. Die dritte Funktion des Schalters 38,
besteht darin, einen. Fortschaltmechanismus zu betätigen, der im folgenden noch
beschrieben werden wird und der auf der Unterseite des Kolbens 35 zunächst einen
anfänglichen Druck von beispielsweise 5400 g für ein Gewicht der Röhre von 4500
g herstellt.
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Wenn das Rohr 28 und die Platte 25a in ihrer Lage arretiert sind,
so kann die Kathodenstrahlröhre
dem zur Bewerkstelligung des Abschmelzens
erforderlichen. Zug ausgesetzt werden, jedoch findet die Streckung des AbschmelzTöhrclhen:s
erst dann startt, wenn dieses Röhrchen auf eine geeignete Temperatür gebracht worden
ist; welche durch die Plastizität des Glases bestimmt wird..
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Ein Verfahren zur Bestimmung einer geeigneten Strecktemperatur' besteht
in der Verwendung einer Fortschaltvorrichtung, -welche den erwähnten- anfänglichen
Druck auf der Unterseite des Kolbens 3.5 wirksam werden läßt. Dieser anfängliche
Druck ist etwas größer als das Gewacht der abzuschmelzenden Röhre, so daß dieZugbeansp.ruchung
des Abschmelzröhrchens 6 der Anhebung der Röhre: i entgegenwirkt. Die beschriebene
Anordnung erlaubt also, die Plastizität des Röhrchens.6 abzuschätzen. Dies bedeutet,
das nach Erhitzung des Röhrchens 6 auf eine geeignete Temperatur dieses Röhrchen
seine Zugfestigkeit verliert und durch den auf die Unterseite des Kolbens 315 wirkendem
Druck eine gewisse Dehnung des Röhrchens erzeugt wird. Durch diese Dehnung kann
bei einer Ausführungsform der Erfindung der Schalter 38 wieder geöffnet werden,,
was 'zu einer Steuerung des Zuflusses der Flüssigkeit in den Raum unterhalb des
Kolbens 35, führt, derart, daß dieser Kolben nunmehr schnell nach oben wandert und
das Röhrchen6 nun schnell gestreckt wird.
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Bei einer derartig arbeitenden Einrichtung kann man das Abschmelzverfahren
für Röhren verschiedenen Gewichts, nämlich- für Röhren mit etwa 25 cm, mit etwa
30 cm und etwa 75 cm Schirmdurchmesser verwenden:.
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Eine geeignete Streckung des Röhrchens 6 ist dann :gegeben, wenn der
Arm 38a den zweiten Schalter 3-9 berührt. Dieser Schalter 39 sperrt _ den Flüssigkeitszustrom
in den Raum unterhalb des Kolbens 3-5 und steuert gleichzeitig eine Stichflamme,
welche auf das Röhrchen, 6 gerichtet ist, um dieses abzuschmelzen. Man sieht, daß
der Abstand zwischen den Schaltern 3,8-und- 39 und ebenfalls die Länge des Zylinders
36 etwa 2a cm beträgt,' so daß Kathodenstrahlröhren verschiedener Länge verairbeitet
werden können. Die Länge von 2o cm ist ebenfalls die maximale Strecklänge für das
Röhrchen 6, um seine Abschmelzung zu bewirken.
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Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende: Wenn der
Wägen 7 die Röhre i zu derjenigen Stelle des ganzen von der Röhre durchlaufenen
Weges .befördert hat, an welcher die Abschmelzung stattfinden soll, wird mittels
des Zylinders 13 das Gestell zo über die Röhre i g!e:-schwenkt derart, -daß die
Platte 2.5a über der Rährenstirnfläche liegt. Mittels des Kolbens im Zylinder 14
wird die Kolbenstange 15 verschoben, so daß die Klauen i1 dos Röhrchen 6 der Kathodenstrahlröhre
umgreifen. Mittels des Kolbens im Zylinderei werden dann die Asbestplatten i9 und
iga angehoben, biss sie den Flansch 5 des Abs,chmelzröhrchens 6 berühren. Durch
die Anhebung dieser Asbestplatten wird gleichzeitig der- Schalter 37 mittels der
Druckplatte 23a geschlossen. Dadurch w Wirct die hydraulische Vorrichtung 35d -
gesteuert, welche einen Flüssigkeitsstrom in den Raum Oberhalb des Kolbens 35 leitet,
so daß die Platte 225a und der Ring 25b die Stirnfläche der Kathodenstrahlröhre
berühren. Die Saugvorrichtung 2--5 kommt also in Berührung mit der Stirnfläche der
Kathodenstrahlröhre, wobei der Arm 3811 den Schalter 38 betätigt, so daß erstens
der Anschluß- des T-Stäckes 33 a die- Vakuumleitung bewirkt und dadurch die Lage
des Rohres 28 und der Platte 2s5 gegenüber der Hülse 3i verriegelt wird, zweitens
die Abwärtsbewegung der Hülse 3 i dadurch begrenzt wird, daß die Flüssigkeit von
dem Raum oberhalb des Kolbens 3'.5 abgetrennt -wird, und drittens der Fortschaltmechanismus
erregt wird, welcher den erwähnten anfänglichen Druck auf die Unterseite des Kolbens
315. wirken läßt. In Wirklichkeit können die :drei beschriebenen Vorgänge dadurch
stattfinden, daß der .Schalter 38- oder, ein wirkungsgleich angeordneter Schalter
betätigt wird, dessen Lage so, gewählt ist, daß bei verschiedenen Röhrenlängen die
Ausschaltung stattfinden-kann. Die drei obenerwähnten Vorgänge können natürlich
nicht gleichzeitig, sondern müssen in, der oben angegebenen Reihenfolge stattfinden.
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Die Fortschaltvorrichtung liefert einen Druck auf die Unterseite des
Kolbens 315, der etwas größer ist als das Gewicht der Röhre, so daß, wenn, das Röhrchen
6 erhitzt worden ist, bereits eine geringe Dehnung die Öffnung des Schalters 38
bewirkt, so daß in den: Raum unterhalb des Kolbens 35 noch mehr Flüssigkeit eintritt
und die ganze aus. der Hülse 3:i, dem Rohr 28, der Platte 25a und der Röhre z bestehende
Einheit angehoben und somit das Röhrchen 6 so weit gestreckt wird, daß die Abschmelzung
vor sich gehen kann.
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Der richtige Betrag der Dehnung wird durch den Arm 3811 angezeigt,
der einen zweiten Schalter 39 berührt, welcher erstens für eine Stillsetzung dies
Kolbens 3.5 sorgt und zweitens eine Stichflamme, welche :aus der Düse 4o austritt,
auf das Röhrchen 6 richtet; so daß die Abschmelzung zustande kommt.