DE971967C - Verfahren zum Fuellen eines Gefaesses mit einem Gas mit einem den Druck der Umgebung uebersteigenden Druck - Google Patents

Description

Die Abschmelzung des Evakuierröhrchens eines gasgefüllten Gefäßes, in dem der Druck dieses Gases niedriger ist als der Druck der Umgebung, in der dieses Gefäß sich während der Abschmelzung befindet, bereitet in der Praxis keine Schwierigkeiten. Bei der Abschmelzung des Evakuierröhrchens eines solchen Gefäßes (etwa einer elektrischen Glühlampe oder Entladungsröhre), in dem der Gasdruck sich beispielsweise auf 6o cm Quecksilbersäule beläuft und diese Abschmelzung bei einem Druck der Umgebung von ι Atm. erfolgt, fällt der bis zur Erweichung erhitzte, zuzuschmelzende Teil des Evakuierröhrchens unter der

Wirkung des an der Außenseite dieses Röhrchens vorhandenen Überdrucks zusammen und kann dann ohne irgendwelche Schwierigkeit zugekniffen werden, wodurch sich ein völlig gasdichter Abschluß dieses Röhrchens ergibt.

Anders wird die Lage, wenn im Gefäß und somit im Evakuierröhrchen während der Abschmelzung ein Druck herrscht, der den Druck der Umgebung übersteigt, in der das Evakuierröhrchen sich während des Abschmelzvorganges befindet. Dies ist z. B. der Fall bei der Abschmelzung von mit Gas unter einem eine Atmosphäre übersteigenden Druck gefüllten Glüh-

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lampen, wenn dieser Abschmelzvorgäng in einer Umgebung von Atmosphärendruck vorgenommen wird. Bei der Erhitzung des abzuschmelzenden Teiles des Entlüftungsröhrchens zeigt dieser Teil das Bestreben, aufzublasen, was es außerordentlich erschwert, ohne besondere Hilfsmittel einen guten gasdichten Abschluß dieses Entlüftungsröhrchens zu erzielen. Bei einem bekannten Verfahren zur Behebung dieses Übelstandes wird das zu füllende Gefäß während des Gasfüll-Vorganges in ein flüssiges Gas getaucht, wodurch sich das Füllgas, wenn es durch das Entlüftungsröhrchen in das Gefäß kommt, kondensiert, so daß bei der darauf erfolgenden Abschmelzung des Entlüftungsröhrchens eine Behandlung, während der sich das zu füllende Gefäß noch im flüssigen Gas befindet, der Überdruck im Gefäß nicht störend wirkt. Bei einem anderen bekannten Verfahren befindet sich das Füllgas während der Abschmelzung des Evakuierröhrchens zwar unter Überdruck in bezug auf die Umgebung, aber das Aufblasen des Entlüftungsröhrchens wird dadurch vermieden, daß der infolge der Erhitzung des Entlüftungsröhrchens erweichte Teil an der Außenseite mit einem kleinen dünnwandigen Metallzylinder umgeben wird. Ein Nachteil dieser bekannten Verfahren ist jedoch der, daß sie sich wenig dazu eignen, in Massenherstellung durchgeführt zu werden.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren zum Füllen eines Gefäßes mit einem Gas mit einem den Druck der Umgebung übersteigenden Druck wird das gläserne Entlüftungsröhrchen, dessen Innenseite sich auf solcher Temperatur befindet, daß noch Klebeigenschaften vorhanden sind, nach vollendeter Füllung zu einem gasdichten Verschluß zugekniffen. Bei diesen bekannten Verfahren ist die zur Erzielung der erforderlichen Klebeigenschaften der Innenseite des Entlüftungsröhrchens benötigte Erhitzung sehr kritisch. Bei einer zu starken Erhitzung wird nämlich das Material dieses Röhrchens derart weich, daß es als Folge des innerhalb des Gefäßes herrschenden Überdruckes aufgeblasen wird. Dann ist die Herstellung des gasdichten Verschlusses praktisch nicht mehr möglich.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, diesen Übelstand zu beseitigen. Das Verfahren zum Füllen eines Gefäßes mit einem Gas mit einem den Druck der Umgebung übersteigenden Druck, wobei das gläserne Entlüftungsröhrchen, dessen Innenseite sich auf solcher Temperatur befindet, daß noch Klebeigenschaften vorhanden sind, nach vollendeter Füllung zu gasdichtem Verschluß zugekniffen wird, istdadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung des Entlüftungsröhrchens bei einem Innendruck vorgenommen wird, der annähernd dem Druck der Umgebung des Gefäßes entspricht, und die Auffüllung auf den höheren endgültigen Gasdruck erst nach Abschluß des Erhitzungsvorgangs vorgenommen wird. Nach diesem verbesserten Verfahren findet somit die Erhitzung des Entlüftungsröhrchens in einem derartigen Verfahrensstadium statt, daß der vorhandene Gasdruck nicht die Gefahr mit sich bringt, daß bei einer zu starken Erhitzung des Entlüftungsröhrchens das letztere aufgeblasen wird. Wenn die Innenseite des Entlüftungsröhrchens eine genügend hohe Temperatur zur Erreichung der erforderlichen Klebeigenschaften erhalten hat, wird der Erhitzungsvorgang beendet. Die Außenseite des Entlüftungsröhrchens wird schneller als die Innenseite abkühlen und somit ihre mit dem Sinken der Temperatur wachsende Formbeständigkeit wieder zurückbekommen. Ist diese Formbeständigkeit genügend groß geworden, so kann die Auffüllung auf den höheren endgültigen Gasdruck stattfinden, wobei die Außenseite des Röhrchens imstande ist, ohne schädliche Formänderung diesen höheren Druck aufzunehmen, während die Innenseite die erforderliche Klebeigenschaft beibehält. Ist der Auffüllvorgang beendet, so kann ohne Schwierigkeiten das Entlüftungsröhrchen zugekniffen werden; die noch vorhandenen Klebeigenschaften der Innenseite des Entlüftungsröhrchens bürgen dafür, daß ein gasdichter Verschluß erzielt wird.

Die Erfindung ist in der Zeichnung näher erläutert.

Beim Füll- und Abschmelzvorgang gemäß der Erfindung lassen sich vier mehr oder weniger getrennte Stufen unterscheiden, und zwar

1. Das Füllen des Gefäßes mit Gas derart, daß der Druck innerhalb und außerhalb dieses Gefäßes zumindest nahezu gleich ist. Ist dieser Zustand erreicht, so kann man ohne Gefahr des Aufblasens oder Zufaliens des Entlüftungsröhrchens zu der zweiten Stufe übergehen.

2. Diese zweite Stufe besteht in einer derartigen Erhitzung des Entlüftungsröhrchens, daß zumindest dessen Innenseite örtlich Klebeigenschaften aufweist.

Zu diesem Zwecke muß diese Innenseite im allgemeinen auf eine Temperatur erhitzt werden, die den Erweichungspunkt des Werkstoffes übersteigt, aus dem das Entlüftungsröhrchen hergestellt ist. Dieser Erhitzungsvorgang erfolgt beispielsweise auf die in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte Weise. Dabei ist das mit Gas zu füllende und abzuschmelzende Gefäß in Form einer elektrischen Glühlampe angenommen, die mit einem Druck von 100 cm Quecksilbersäule gefüllt werden soll. Diese Glühlampe besteht in üblicher Weise aus einem Glaskörper 1 und einem mit ihm verschmolzenen Glühfadengestell 2, welches das Entlüftungsröhrchen 3 trägt. Die in einer Umgebung unter Atmosphärendruck angeordnete Lampe 1 wird durch das Entlüftungsröhrchen 3 mit Gas unter einem Druck von annähernd 76 cm Quecksilbersäule gefüllt. Sodann werden die in Fig. 1 dargestellten Brenner 4 auf das Entlüftungsröhrchen gerichtet, und zwar derart, daß dieses Entlüftungsröhrchen an seiner Innenoberfläche über den Erweichungspunkt des Werkstoffes erhitzt wird, aus dem das Entlüftungsröhrchen hergestellt ist, und Klebeigenschaften aufzuweisen anfängt. Bei der dargestellten Anordnung wird, da die Wärmebeförderung von der Außenseite nach der Innenseite des Entlüftungsröhrchens erfolgen muß, auch die Außenseite des Entlüftungsröhrchens auf eine sehr hohe Temperatur erhitzt. Ließe man nun, ohne besondere Maßnahmen zu ergreifen, mehr Gas durch das Entlüftungsröhrchen 3 in den Glaskörper 1 zu, so würde das Entlüftungsröhrchen 3 über die Zone A, wo es auf die zuvor beschriebene Weise sehr stark erhitzt wurde, sofort aufblasen, wodurch es praktisch unmöglich wäre, dieses Entlüftungsröhrchen gasdicht zu verschließen. Aus diesem Grunde wird bei dieser Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung die

Außenseite des Entlüftungsröhrchens in einer besonderen Stufe wieder abgekühlt.

3, In dieser Stufe, die in Fig. 2 (in der ähnlich wie in den Fig. 3, 4 und 5 der Übersichtlichkeit halber nur ein Teil des Entlüftungsröhrchens und "somit nicht die ganze Lampe dargestellt ist) veranschaulicht ist, sind die Brenner 4 aus Fig. 1 weggelassen und, wie die Pfeile 7 zeigen, wird die Außenseite des Entlüftungsröhrchens 3 oberflächlich gekühlt, wodurch sie auf eine solche niedrigere Temperatur gebracht wird, daß die sich bei dem während oder nach dieser Kühlung erfolgenden Füllen der Lampe mit einem Gas bis zum endgültigen Druck (also hier bis zu 100 cm Quecksilbersäule) nicht wesentlich in der Form ändern kann. Bei dieser BearbeitungbehältdielnnenseitedesEntlüftungsröhrchens eine genügend hohe Temperatur, um in der folgenden Stufe einen luftdichten Verschluß des Entlüftungsröhrchens zu ermöglichen. Es besteht in diesem Falle somit ein ziemlich bedeutender Temperatur-

ao unterschied zwischen der Innen- und der Außenseite des Entlüftungsröhrchens.

4. Diese vierte Stufe ist in Fig. 3 veranschaulicht. Dabei sind die Backenteile 5 einer in Fig. 2 geöffnet dargestellten Zange geschlossen, wobei sie, wie aus dieser Figur ersichtlich ist, das Entlüftungsröhrchen 3 zugekniffen haben. Die hohe Temperatur, auf der sich die Innenseite des Entlüftungsröhrchens jetzt noch befindet, ermöglicht infolge der Zusammenklebung der Oberflächenteile der Innenseite des Entlüftungsröhrchens einen vollkommen gasdichten Abschluß dieses Entlüftungsröhrchens. Infolge der Tatsache, daß gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung die Backenteile 5 der Zange, die das Entlüftungsröhrchen zukneift, aus einem Wärme schlecht leitenden Werkstoff, wie Chromeisen, bestehen, ist die Wärmeabfuhr durch diese Backenteile nur Idein und ist das Zusammenkleben der Oberflächenteile der Innenseite des Entlüftungsröhrchens sichergestellt. Dabei weisen die Arme der diese Backenteile tragenden Zange zweckmäßig auch einen sehr kleinen Querschnitt auf, um die Wärmebeförderung möglichst klein zu halten. Gegebenenfalls kann man das Entlüftungsröhrchen bei der Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung vor dem Zukneifen oder während dieses Vorganges in der Längsrichtung etwas dehnen, wie dies in Fig. 3 schematisch durch die Pfeile 6 angedeutet ist. Infolgedessen bringt man in das Glas Zugspannungen, wodurch die Wahrscheinlichkeit des Aufblasens, wenn die Außenseite des Entlüftungsröhrchens noch eine etwas zu hohe Temperatur annehmen würde, noch erheblich verringert wird. Ist die Abschmelzung zustande gekommen, so wird der obere Teil des Entlüftungsröhrchens an der Stelle der erzielten Abschmelzung abgebrochen oder abgeschnitten, und diese Abschmelzung nimmt die in den Fig. 4 und 5 in zwei Ansichten dargestellte Gestalt an. ■ Besonders, wenn das an dem mit Gas zu füllenden und abzuschmelzenden Gefäß befindliche Entlüftungsröhrchen weit ist, kann man gemäß einer anderen Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung die Innenseite des Entlüftungsröhrchens mittels eines an der Innenseite des Entlüftungsröhrchens angeordneten Heizgliedes erhitzen. Dieses Glied kann beispielsweise in Form eines elektrischen Widerstandsheizelementes ausgebildet sein oder auf hochfrequentem Wege erhitzt werden. Nachdem die Innenseite eine genügend hohe Temperatur angenommen hat, muß das Heizelement im allgemeinen beseitigt werden, es sei denn, daß es, z. B. im Fall der Hochfrequenzheizung, aus einem Metallstab besteht, dessen Oberfläche beim Zukneifen des Entlüftungsröhrchens gut am Glase des Entlüftungsröhrchens haftet.

Bei dieser Art der Erhitzung muß natürlich im Entlüftungsröhrchen seitlich des Heizelementes genügend Raum vorhanden sein, um den Füllgasen Gelegenheit zu geben, zu passieren.

Durch passende Bemessung des Heizelementes kann besonders bei dieser Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung in einigen Fällen die Kühlung der Außenseite des Entlüftungsröhrchens unterbleiben.

Im beschriebenen Ausführungsbeispiel ist angenommen worden, daß eine Glühlampe in einer Umgebung mit einem Druck von 1 Atm. abgeschmolzen werden muß und der Druck in der Lampe 1 Atm. übersteigt. Es ist jedoch ersichtlich, daß, obgleich dieser Fall am meisten vorkommen wird, das Verfahren nach der Erfindung allgemein Verwendung finden kann, wenn es gilt, ein Gefäß abzuschmelzen, das einen den Druck der Umgebung übersteigenden Druck aufweist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Füllen eines Gefäßes mit einem Gas mit einem den Druck der Umgebung übersteigenden Druck, wobei das gläserne Entlüftungsröhrchen, dessen Innenseite sich auf solcher Temperatur befindet, daß noch Klebeigenschaften vorhanden sind, nach vollendeter Füllung zu gasdichtem Verschluß zugekniffen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhitzung des Entlüftungsröhrchens bei einem Innendruck vorgenommen wird, der annähernd dem Druck der Umgebung des Gefäßes entspricht, und die Auffüllung auf den höheren endgültigen Gasdruck erst nach Abschluß des Erhitzungsvorgangs vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zukneifen des Entlüftungsröhrchens oder während dieses Vorganges das Röhrchen in der Längsrichtung etwas gedehnt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß, nachdem die Erhitzung der Innenseite des Evakuierröhrchens unter Zuhilfenahme von an der Außenseite dieses Entlüftungsröhrchens angeordneten Heizgliedern erfolgt ist, diese Heizglieder beseitigt werden und die Außenseite des Entlüftungsröhrchens oberflächlich, gegebenenfalls künstlich gekühlt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseite des Entlüf tungsröhrchens mittels eines im Innern des Entlüftungsröhrchens angeordneten Heizgliedes geheizt wird,

z. B. in Form eines elektrischen Widerstandsheizelementes ausgebildet, oder auf hochfrequentem Wege auf die erforderliche Temperatur gebracht wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsröhrchen mittels einer Zange zugekniffen wird, deren Backenteile, die mit der Außenseite des Entlüftungsröhrchens in Berührung kommen, aus einem die Wärme schlecht leitenden Werkstoff, wie Chromeisen, bestehen.

In Betracht gezogene Druckschriften: DeutschePatentschriftenNr. 628223,628224,670157.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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