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Verfahren zum Kalibrieren einer an einem Ende geschlossenen Glashülle
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kalibrieren von Glaskolben, insbesondere
des Kolbens einer elektrischen Entladungsröhre, und auf eine elektrische Entladungsröhre
mit einem über eine bestimmte Strecke kalibrierten Glaskolben.
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Bei Entladungsröhren wird das Elektrodensystem häufig gegenüber der
Röhrenwand unter Zuhilfenahme mindestens eines isolierenden Zentrierorgans zentriert.
Im allgemeinen werden aus Glimmer hergestellte Zentrierorgane verwendet, die mit
Rücksicht auf Abweichungen des Kolbendurchmessers meistens durch Anbringen von Einschnitten,
Zungen od. dgl., mehr oder weniger federnd gemacht sind. Für solche Zentrierorgane
sind jedoch verwickeltere Stanzstempel erforderlich, und bei kleinen Röhrenabmessungen
wird es schwierig, die Organe hinreichend federnd zu machen. Wenn möglich, möchte
man also vorzugsweise scheibenförmige Zentrierorgane ohne Schlitze oder federnde
Zungen od. dgl. verwenden. Zu diesem Zweck muß jedoch derjenige Kolbenteil, in dem
ein solches Zentrierorgan an der Wand anliegt, einen genau bestimmten Durchmesser
haben, d. h. kalibriert sein.
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Das Kalibrieren der Kolben für elektrische Entladungsröhren ist an
sich bekannt, aber hierbei werden außerdem messerförmige Ausstülpungen au der Innenseite
des Kolbens angebracht, zwischen denen ein etwas federndes, scheibenförmiges Zentrierorgan
eingeklemmt
wurde. Das Kalibrieren erfolgte unter Zuhilfenahme einer Lehre, auf der einige messerförmige
Erhöhungen angebracht waren, wobei der etwas zu weite Kolben an diesen Erhöhungen
erhitzt und eingedrückt wurde. Beim Kühlen schrumpft die aus Kupfer oder Messing
bestehende Lehre stärker ein als das Glas des Kolbens, so daß die kleinen, messerförmigen
Erhöhungen aus dem Glas frei werden und die Lehre aus dem Kolben entfernt werden
kann. Dieses Verfahren ist jedoch sehr zeitraubend, da die Lehre stets erwärmt und
wieder gekühlt werden muß. Bei der Verwendung mehrerer Lehren .zugleich tritt die
Schwierigkeit auf, daß sie alle identisch sein müssen, damit ein gleichmäßiges Produkt
entsteht. Bei einem kleinen Röhrendurchmesser müssen außerdem die messerförmigen
Ansätze sehr klein sein, sonst werden sie nicht mehr von der Wand frei, da ein dünner
Kern eine geringere absolute Schrumpfung aufweist als ein starker.
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Es war weiter bekannt, eine aus verschiedenen Teilen bestehende Lehre
zum Kalibrieren von Büretten od. dgl. zu verwenden. Die Lehre bestand dabei aus
zwei konischen Teilen.
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Nachdem diese in die richtige gegenseitige Lage in die am einen Ende
abgeschlossene Glasröhre gebracht waren, wurde die Röhre erhitzt und mit dem offenen
Ende an eine Vakuumpumpe angeschlossen. Das Glas wurde infolgedessen gegen die Lehre
gedrückt, wobei gleichzeitig eine auf der Lehre angebrachte Skalenteilung in das
Glas abgedruckt wurde. Es ergab sich, daß sogar Unebenheiten von o,oi mm in das
Glas abgedruckt wurden. Beim Entfernen der Lehre wurden dann die konischen Teile
nacheinander durch das offene Ende der Röhre hindurchgezogen. Auch in diesem Fall
ist es nicht möglich, in kurzer Zeit eine große Anzahl Röhren zu bearbeiten.
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Durch zweckdienliche Wahl der Lehrenbauart und der Glastemperatur
während des Kalibrierens hat es sich nun als möglich erwiesen, die Bearbeitungszeit
stark abzukürzen. Bei einem Verfahren zum Kalibrieren einer am einen Ende abgeschlossenen
Glashülle, die sich dabei unter Anwendung von Hitze und Vakuum an eine aus gegenseitig
verschiebbaren Teilen bestehende Lehre anlegt, besteht die Lehre aus wenigstens
drei Teilen, die gegenseitig radial beweglich sind und durch Auseinanderdrücken
bis zum erforderlichen Durchmesser in die Arbeitslage gebracht werden, wonach das
Glas der ursprünglich etwas zu weiten Hülle derart erhitzt wird, daß es sich unter
dem Einfluß des innerhalb der Hülle erzeugten Vakuums gegen die Lehrenteile anlegt,
ohne jedoch in die in dieser Lage zwischen den Teilen vorhandenen Schlitze einzudringen.
Dies wird dadurch erreicht, daß das Glas während kurzer Zeit auf eine nicht zu hohe
Temperatur erhitzt wird, bis es sich gerade gegen die Lehrenteile anlegt, wonach
die Lehrenteile unmittelbar radial zueinander bewegt werden und die Hülle von der
Lehre entfernt wird. Eine Erhitzung während ungefähr 2o Sekunden, bei der das Glas
eine Temperatur von etwa 6oo° C erreicht, hat sich als sehr günstig erwiesen. Auf
diese Weise können also zwei Kolben je Minute auf derselben Lehre kalibriert werden.
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Es ist bekannt, einem Glasrohr einen länglichen Querschnitt zu geben
durch Ausdrücken mittels einer aus zwei beweglichen Teilen bestehenden Lehre. Dabei
besteht nicht das Problem, daß das Glas sich gegen die Lehrenoberfläche anlegt und
in alle Unebenheiten eindringen kann, weil in der Röhre kein Vakuum vorhanden ist.
Die Lehre besteht auch nicht aus wenigstens drei radial verschiebbaren Teilen.
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Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert,
in der Fig. i eine Entladungsröhre mit einem Kolben nach der Erfindung darstellt
und Fig. a, 3 und q. Längsschnitte einer Lehre nach der Erfindung sind; Fig. 5 ist
ein Querschnitt einer solchen Lehre; Fig. 6 zeigt einen nach der Erfindung bearbeiteten
Kolben.
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In Fig. i bezeichnet i eine Zentrierscheibe, die aus Glimmer oder
anderem Isoliermaterial hergestellt ist, durch die das Elektrodensystem
13 im Kolben a zentriert ist. Die Röhre ist an der unteren Seite auf übliche
Weise mit einem Bodenteil 1d. verschlossen.
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Der Teil i i des Kolbens a hat eine genau bestimmte lichte Weite,
so daß die Isolierscheibe i nicht nachgiebig zu sein braucht. Das Kalibrieren des
Teiles ii des Kolbens wird unter Zuhilfenahme einer geteilten Lehre durchgeführt,
die in der Arbeitslage in den Fig. a und 3 dargestellt ist. Die Lehre besteht aus
einer Anzahl, im vorliegenden Fall mindestens drei Segmenten 5, die am unteren Ende
miteinander verbunden sind und mittels eines Stiftes 8 mit dem konischen Teil 9
radial auseinandergedrücktwerden können, indem der Teil 9 gegen den Rand io der
Segmente 5 drückt. Der Ausschlag wird von den Ringen 6 und 7 begrenzt, so daß nach
dem Aufwärtsdrücken des Stiftes 8 der Außendurchmesser der Segmente stets denselben
Wert hat. Der Stift 8 kann in der Arbeitslage z. B. durch eine Feder aufwärts gedrückt
werden, so daß die Segmente stets an der Innenseite der Ringe 6 und 7 anliegen,
ohne daß der Ausschlag des Mechanismus, durch den der Stift 8 gehoben wird, genau
eingestellt zu werden braucht.
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Ist die Lehre in die Arbeitslage gebracht, so wird der etwas zu weite
Kolben .2 darübergeschoben, und die Zone i i wird erhitzt, wobei die Lehre gedreht
und der Kolben entlüftet wird. Der Brenner wird z. B. derart eingestellt, daß bei
einer Erhitzungsdauer von 2o Sekunden das Glas in der Zone i i eine Temperatur von
etwa 6oo° C erreicht und sich, da im Kolben ein geringerer Luftdruck herrscht, gegen
die Segmente 5 der Lehre anlegt (Fig. 3). Da jedoch die Glastemperatur verhältnismäßig
niedrig bleibt und die Erhitzung, unmittelbar nachdem sich das Glas an die Segmente
angelegt hat, beendet wird, worauf unmittelbar der Stift 8 herabbewegt wird, so
daß die Segmente also wieder zusammenrücken (Fig. q.); dringt das Glas nicht in
die zwischen
den Segmenten vorhandenen Schlitze ein. Im allgemeinen
ist sogar kein Abdruck der Schlitze im Kolben sichtbar. Dies ist um so mehr überraschend,
da die Schlitze zwischen den Segmenten 5 in der Arbeitslage verhältnismäßig weit
sind, d. h. etwa 0,3 mm. Durch Anwendung der Erfindung ist es nun möglich, zwei
Kolben je Minute mit einer einzigen Lehre zu kalibrieren.
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Die Segmente 5 können mechanisch zusammengerückt werden durch mindestens
eine Klinke 1z und einen Ring 15, aber es ist viel einfacher, die Teile 4 der Segmente
etwas nachgiebig auszubilden und am unteren Ende miteinander zu verbinden, so daß
die Segmente sich selbsttätig zueinander bewegen, sobald der Stift 8 herabbewegt
wird.
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Der von der Lehre abgehobene Kolben hat die in Fig. 6 dargestellte
Form.
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Die Erfindung kann vorteilhaft überall da Anwendung finden, wo ein
Teil einer an einem Ende verschlossenen Glashülle eine genaue lichte Weite haben
soll. Es ist auch möglich, den Teil i i der Hülle konisch anstatt zylindrisch zu
gestalten. Weiter kann die Lehre auch aus mehr als drei Teilen zusammengesetzt sein.