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Verfahren zum Verschmelzen des Bildfensters mit dem Glastubus einer
Elektronenstrahlröhre Es ist bekannt, Glasteile dadurch miteinander zu verschmelzen,
daß man die Schmelznaht mit wenigstens zwei Gasflammen vorwärmt und dann über die
Gasflammen als Leiter elektrische Energie zuführt, die das durch die Vorwärmung
leitfähig gewordene Glas auf die Schmelztemperatur erhitzt. Man benutzt dieses Verfahren
auch zum Feuerpolieren von Glaskörpern, wobei man Strukturveränderungen im Glaskörper
herbeiführt.
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Ferner ist es bekannt, bei Elektronenstrahlröhren mit Metalltubus
das Glasfenster dadurch einzuschmelzen, daß man den Metalltubus durch eine Ilochfrequenzspule
so stark erhitzt, daß das Fenster durch die Wärmestrahlung vorn Tubus auf die Einschmelztemperatur
gebracht wird. Bei einem anderen bekanntenVerfahren erwärmt man zu diesem Zweck
das Bildfenster durch Gasflammen, durch deren Brennerrohr elektrische Energie zugeführt
w: ird, während zum Verschmelzen von Bildfenster und Tubus eine auf einer breiten
Fläche wirksam werdende Induktionsspule dient.
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Die bekannten Verfahren führen zu einer starken Erwärmung des aus
einer Spiegelglasscheibe bestehenden Bildfensters und rufen dadurch Strukitirveränderungen
des
Bildfensters hervor, die Verzerrungen und Störungen in der Bildwiedergabe zur Folge
haben. Solche Strukturveränderungen beim Einschmelzen des Bildfensters zu vermeiden,
ist Auf abe der Erfindung.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verschmelzen des
Bildfensters mit dem Glastubus einer Elektronenstrahlröhre.
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Erfindungsgemäß wird die an sich bekannteVorwärmung der Schmelznaht
mil- Gasflammen und Erzeugung der Schmelzwärme durch über die Gasflamme zugeführte
elektrische Energie angewendet, wobei die elektrische Energie durch dicht an der
Elektronenstrahlröhre liegende', von unten in die Gasflamme eintauchende Elektroden
genau auf die Schinelziialit der umlaufenden Elektronenstrahlröhre gerichtet wird.
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Es wurde erkannt, daß bei der Zuleitung elektrischen Stroms durch
die Gasflammen lichtbogenähnliche Krümmungen der Flamme auftreten, die den Treffpunkt
der Flammenspitze auf das Werkstück ständig verändern, und zwar um so mehr,
je
länger der Weg der elektrischen Energie in der Flamme ist. Dieser
N achteil wird dadurch beseitigt, daß Ader Gasflamme die elektrische Energie
möglichst dicht an der Elektronenstrahlröhre durch eine von unten in die Gasflamme
eintauchendeElektrode zugeführt wird. Durch . die dichte Anordnung der Elektrode
gegenüber der Röhre wird die Länge des Lichtbogens merklich verkürzt. Gleichzeitig
drückt die Strömungsenergie der Flamme den Lichtbogen nach unten, so daß dieHeizwirkung
genau -auf die Schmelznaht der Elektronenstrahlröhre gerichtet werden kann, die
gleichzeitig in an sich bekannter Weise um die Röhrenachse umläuft.
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Die- Einzelheiten der Erfindung seien an Hand der Zeichnung erläutert,
in der Fig. i schematisgh eine Vorrichtung zur Ausübung des beschriebenen Verfahrens
und Fig. 2 und 3 Querschnittsformen der Naht zwischen Bildfenster und Röhrentubus
zeigen.
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Der in beliebiger Weise hergestellte Röhrentubus a der Bildröhre steht
auf einem Drehtisch t und läuft um eine senkrechte Achse um. Der Bildschirm
b ist einem kreisförmige oder rechteckige Spiegelglasscheibe und liegt lose
auf dem Tubus a auf. Neben dem umlaufenden Werkstück sind wenigstens zwei Gasbrenner
c angeordnet, deren Flammen die Nahtstelle zwischen den Teilen a und b
erwärmen.
Zweckmäßig sieht man eine nach oben abliebbare Heizhaube h, z. B. mit Ultrarotstrahlung,
vor, die den Bildschirm b erwärmt bzw. gegen Wärmeabstrahlung schützt. Ist
die Temperatur der Schmelznaht genügend hoch, dann leitet man den Gasflammen elektrischen
Strom über den Transformator e zu. Der Strom entwickelt in der Glasmasse der Nahtstelle
eine hohe Temperatur, die zu einer vom Materialinnern ausgehenden Verschmelzung
führt.
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Beim Einschalten des Stromes hat die Flamme ähnlich wie bei den bekannten
Hörnerblitzableitern das Bestreben, nach oben auszuweichen. Um dies zu verhindern,
werden die Elektroden f in die Cyasflamme möglichst dicht an dem Werkstück
von unten eingeführt. Sie können an den Brennern oder an jeder anderen Halterung
befestigt sein und sind durch die Isolierkörperg an derMaschine befestigt. Durch
diese Anordnung der Elektroden kann sich der Lichtbogen nicht oder nur ganz unbedeutend
auswölben, so daß die Hitzewirkung genau auf die Schmelznaht gerichtet bleibt, wobei
dieStrörnungsenergi#e der Flamme den Lichtbogen niederhält.
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Um eine kleine Flamme mit gezielter Hcizwirkung zu erhalten, kann
man auch der Flamme an Stelle von Luft Sauerstoff zuführen. Durch diese kleine heiße
Flamme wird die Vorwärmung einAr schmaleren Zone -ermöglicht, wobei die Flamme infolge
stärkerer Ionisierung einen geringeren elektrischen Widerstand bietet.
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Während man bei Leuchtgasbrennern eine Spannung von mindestens io
ooo Volt anlegen muß, um eine Zündun 'g des Stromes einzuleiten, kommt man
bei einer Sauerstoffflamme mit einer Anfangsspannung von etwa 4000 Volt aus. Bei
einer Stromstärke: von ttwa 3 Anip. tritt dann in wenigen Sekunden in der
Schmelznaht Weißglut ein, so daß das Material aus dem Innern heraus sich einwand.-frei
verbindet.
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Dabei ist zu beachten, daß der Widerstand des Glases bei steigender
Temperatur nach einer Exponentialfunktion abnimmt und infolgedessen nach dem Einschalten
des Stromes schnell zusammenbricht. Zur Vermeidung von Kurzschlüssen wird deshalb
primärseitig eine Drossel zugtschaltet. Das führt jedoch zu unliebsamen Belastungen
des Netzes, so daß vorgeschlagen wird, während des Schmelz-#,organgs die Spannung
dem abnehmenden Widerstand entsprechend herabzusetzen. Dieser Vorgang kann kontinuierlich
oder auch stufenweise erfolgen und unterscheidet sich dadurch von einem früheren
Vorschlag, bei dem zwei verschiedene Spannungen mit verschiedener Frequenz benutzt
wurden, Das stufenweise Vermindern der Spannung läßt sich bei Transformatoren mit
mehreren Anzapfstellen der Hochspannungswicklung leicht erreichen. Dabei ist aber
zu beachten, daß die abgeschalteten Wicklungsteile den Leistungsfaktor des Transforma.tors
herabsetzen. Damit aber die Stromdichte in -der Schweißnaht möglichst hoch ist,
ist es wünschenswert, daß der Transformator voll ausgenutzt ist. Deshalb werden
bei dem beschriebenen Verfahren zunächst die einzelnenSekundärteile des Transformators
in Reihe hintereinandiergeschaltet, dann aber an den Anzupfstellen unterbrochen
und die Teiltransformatoren parallel geschaltet. So kann der Transformator ohne
störende Rückwirkungen auf das Netz voll ausgenutzt und die elektrische Verlustleistung
außerhalb der Schinelznaht möglichst niedrig gehalten werden.
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Bei dem bisher beschriebenen Verfahren entsteht eine Schmelznaht,
wie sie in Fig. 2 im Schnitt dargestellt ist. Diese Form ist für die mechanische
Beanspruchung, denen die Röhre durch das Vakuum ausgesetzt ist, ungünstig. Die Schmelznaht
und ihre Umgebung sind in der gleichen Hitze daher so zu verformen, daß der Übergang
zwischen dem
Tubus a und dem Bildschirm b die an sich bekannte
Form eines flachen Bogens i erhält, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist.
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Um Stauchungen bei dieser Verformung zu vermeiden, werden hierzu Stützen
k, z. B. vier oder mehr, benutzt, die mit elektrisch isolierenden Spitzen
s gegen den Rand des Bildschirmes b nach Beendigung der Verschmelzung
gedrückt werden, wie dies in Fig. i angedeutet ist. Die Stützen sind mittels eines
Kreuzstückes m an einer Achse i gelenkig befestigt, die mittels des Hebels
p in dem Führungsrohr d, das oben in einen Konus it ausliuft,
vertikal verschiebbar ist. Wird die Achse nach unten gezogen, so schieben sich die
Stützen k
mit dem unteren Ende über den Konus und legen sich mit ihren Stützten
s zusammen, so daß der Hals des Röhrentubus darüber geschoben werden kann. Beim
Hoch,drücken der Achse 1 spreizen sich die Stützen auseinander und drücken
den Bildschirm nach oben, so daß dieser sich in der Schmelznaht in der gewünschten
Weise verformt.
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Der Bildschirm kann auch unmittelbar nach dem Verschmelzen in seiner
ganzen Ausdehnung unter Ausnutzung der gleichen Hitze gewölbt werden, Hierzu wird
in die Bildröhre Druckluft eingeführt, durch die der Bildschirm, gegebenenfalls
auch nach zusätzlicher Erhitzung durch die Heizkappe, in eine geeignete Form gedrückt
wird.
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Die Durchführung des beschriebenen Verfahrens ist sehr einfach. Man
kann die elektrischen Schaltvorgänge von Hand oder auch automatisch vornehmen, wobei
als Impuls für die Umschaltungen die Änderung des elektrischen Widerstandes der
Schmelznaht dienen kann, der durch die Änderung der Primärstromstärke erfaßbar ist.