DE974741C - Verfahren zur stellenweisen Erhitzung bis auf wenigstens 450íÒC von Hohlgegenstaenden und Vorrichtung zur Durchfuehrung dieses Verfahrens, insbesondere fuer Elektronenstrahlroehren - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 13. APEIL1961

N 8735 VIIIc 121g

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur stellenweisen Erhitzung bis auf wenigstens 450⁰C von Hohlgegenständen, insbesondere bei Elektronenstrahlröhren, bei denen wenigstens ein Teil der Wandung aus Glas besteht und bei dem während der Erhitzung ein auf wenigstens einem Teil der Innenfläche dieser Glaswand befindliches Mittel verdampft oder verbrannt wird.

In der Technik wird die Erhitzung von Hohlgegenständen vielfach bei der Herstellung von Elektronenstrahlröhren und bei der Herstellung von Niederdruck-Quecksilberdampfentladungsröhren mit einem Leuchtschirm angewendet. Bei diesen Gegenständen wird die Innenoberfläche häufig mit einem Mittel bedeckt, das verdampft oder verbrannt werden muß oder Komponenten enthält, welche auf diese Weise entfernt werden müssen. Es kann z. B. auf die Innenfläche des Gegenstandes eine Leuchtschicht aufgebracht werden, die ein zu entfernendes Bindemittel enthält. Auch ist es bei Elektronenstrahlröhren in gewissen Fällen erwünscht, die Leuchtschicht mit einer Metallspiegelschicht zu bedecken. In diesem Falle ist es üblich, auf die Leuchtschicht ein Mittel, z. B. Nitrozellulose, und auf die Nitrozelluloseschicht eine Metallschicht, ζ. B. eine Aluminiumschicht, aufzubringen. Die Nitrozelluloseschicht muß darauf entfernt werden, was durch eine so hohe Erhitzung des Gegenstandes erfolgt, daß das Mittel verbrennt. In

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anderen Fällen enthält die Leuchtschicht ein Bindemittel, z. B. Metacrylat, das durch Verdampfen entfernt werden kann.

Bisher wurde das Mittel dadurch entfernt, daß der Gegenstand selbst in einem Ofen langsam auf eine so hohe Temperatur erhitzt wird, daß das Mittel verdampft oder verbrennt. Die erforderliche Ofentemperatur ist dann im allgemeinen von der Größenordnung von 450⁰C. Bei diesem Verfahren wird also der ganze i" Gegenstand im Ofen langsam auf die erforderliche Temperatur erhitzt und nach dem Entfernen des Mittels langsam wieder abgekühlt. Die Erhitzung erfolgt z. B. mit Hilfe von Gasbrennern, die den Gegenstand an der Außenseite erhitzen. Die langsame ¹S Erhitzung und Abkühlung ist erforderlich zur Vermeidung von Spannungsrissen im Glas. Infolge dieser allmählichen Erhitzung und Abkühlung beträgt die ganze Bearbeitungsdauer bei diesem Verfahren 1 bis 2 Stunden.

Die Erfindung bezweckt, diese lange Behandlungsdauer des Gegenstandes herabzusetzen.

Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zur stellenweisen Erhitzung bis auf wenigstens 450⁰ C von Hohlgegenständen, insbesondere von Elektronenstrahlröhren, bei denen wenigstens ein Teil der Wandung aus Glas besteht und bei denen während der Erhitzung heißes Gas zirkuliert und ein auf wenigstens einem Teil der Innenfläche der Glaswand befindliches Mittel verdampft oder verbrannt wird, das Gas auf mindestens 700⁰C erhitzt in den Hohlgegenstand eingeblasen und gleichzeitig die Außenseite des Hohlgegenstandes bis auf eine Temperatur erhitzt, die bedeutend niedriger als die Temperatur des eingeblasenen Gases ist, z. B. 250⁰C beträgt. Die Temperatur dieser Gasströmung muß naturgemäß höher als die Verdampfungs- oder Verbrennungstemperatur des zu entfernenden Mittels sein. Es wurde festgestellt, daß die Behandlungsdauer auf diese Weise beträchtlich abgekürzt und z. B. bis auf ¹Z₂ Stunde und sogar noch kürzer herabgesetzt werden kann. Als Gas können entsprechend den gestellten Anforderungen verschiedene Mittel, z. B. Luft, Stickstoff oder Wasserstoff, benutzt werden. Die Gasströmung kann eine wesentlich höhere Temperatur haben als der Ofen, in dem die Gegenstände bisher erhitzt wurden.

Bemerkt wird, daß es an sich bekannt ist, in einem Hohlgegenstand, z. B. in einer Niederdruck-Quecksilberdampfentladungsröhre mit einer Leuchtschicht, ein auf der Innenfläche angebrachtes Mittel, z. B. eine Leuchtschicht, mittels einer Luftströmung zu trocknen. Die Temperatur dieser Luftströmung ist aber in diesem Falle verhältnismäßig niedrig und beträgt z. B. etwa 80⁰C. Wenn darauf das in der Leuchtschicht befindliche Bindemittel entfernt werden muß, so ist es üblich, die Niederdruck-Quecksilberdampfentladungsröhre mit einer Leuchtschicht nach der Trocknung in einem Ofen so hoch zu erhitzen, daß das Bindemittel verbrennt. Beim vorliegenden Verfahren erfolgt aber, wie oben erwähnt, die Verbrennung oder Verdampfung mittels der Gasströmung selbst, die also in diesem Falle eine hohe Temperatur, z. B. von 800⁰C, haben kann.

Bei einer Elektronenstrahlröhre, bei der auf der Innenseite der Glaswandung zwischen der Leuchtschicht und einer Metallschicht ein zu verbrennendes Mittel vorgesehen ist, kann beim Verfahren nach der Erfindung als Gasströmung eine erhitzte Luftströmung benutzt werden.

Die Erhitzung der Gasströmung kann auf verschiedene Weise, z. B. mittels einer Gasheizung, erfolgen. Die Vorrichtung zur Durchführung des oben beschriebenen Verfahrens besteht aber vorzugsweise aus einem im Hohlgegenstand anzubringenden Körper, der mit einem einen elektrischen Widerstandsdraht enthaltenden Kanal versehen ist, durch den das Gas zugeführt wird. Die elektrische Heizvorrichtung läßt sich auf einfache Weise im Hohlgegenstand anbringen und gut regem.

Der Körper der Heizvorrichtung kann z. B. aus einem Kern und einem diesen umgebenden Mantel bestehen, die beide aus einem keramischen Werkstoff hergestellt sein können. Zwischen dem Kern und dem Mantel können ein oder mehrere Kanäle für die Gasströmung vorhanden sein.

Nach einer weiteren Ausführungsform ist der Körper mit einem sich in dessen Längsrichtung erstreckenden Kanal versehen, der den für die Erhitzung dienenden Teil des Widerstandsdrahtes enthält, und er weist ferner einen zweiten Kanal auf, in dem ein für diesen Teil bestimmter Stromzuführungsdraht liegt, wobei durch diesen zweiten Kanal auch Gas strömen kann. Auf diese Weise wird der Stromzuleitungsdraht durch ein wenig Gas gekühlt, so daß keine Verbrennung dieses Drahtes auftreten kann.

Der Ofen, in dem die Gegenstände sowohl an der Innenseite als auch an der Außenseite erhitzt werden können, enthält wenigstens eine Halterung, auf die der Hohlgegenstand, vorzugsweise senkrecht, angeordnet werden kann. Ferner ist der Ofen mit einer oder mehreren Vorrichtungen zur Zuführung einer geheizten Gasströmung in den Gegenstand versehen. Außerdem sind eine oder mehrere Heizvorrichtungen vorhanden, durch die gleichzeitig die Außenseite der Glaswand erhitzt werden kann.

Die Erfindung wird an Hand von einigen in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. ι ist eine schematische Darstellung einer Fernsehröhre mit einer Vorrichtung zum Einblasen einer erhitzten Gasströmung; in

Fig. 2 ist ein Teilschnitt durch eine Glaswand dieser Fernsehröhre dargestellt;

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung zum Erhitzen der asströmung;

Fig. 4 zeigt schematisch einen Ofen, mittels dessen Fernsehröhren sowohl an der Innenseite als auch an der Außenseite erhitzt werden.

Die in Fig. 1 dargestellte Fernsehröhre besteht aus einem Metallkonus 1 mit einem Glasfenster 2. In die Fernsehröhre wird mittels einer Heizvorrichtung 3 heiße Luft einer Temperatur eingeblasen, die höher als die Temperatur ist, bei der ein auf der Innenfläche der Röhre befindliches Mittel verdampft oder verbrennt. Die Luft ist so heiß, daß die Verbrennung oder die Verdampfung sehr schnell erfolgt. Die Heiz-

vorrichtung weist eine Luftzufuhrleitung 4 und zwei Stromzuleitungsdrähte 5 und 6 auf. Da das Fenster 2 eine verhältnismäßig starke Wand hat, ist es zur Vermeidung von zu hohen Spannungen in der Wand erwünscht, die Glaswand gleichzeitig an der Außenseite z. B. mittels einer als Gasbrenner ausgebildeten Heizvorrichtung 7 zu erhitzen.

In Fig. 2 ist ein Schnitt durch das Glasfenster 2 in größerem Maßstab dargestellt. Auf dessen Innenseite befindet sich eine Leuchtschicht 8, auf der nacheinander ein Bindemittel 9 und eine Metallschicht 10 angebracht sind. Es ist erwünscht, die z. B. aus Nitrozellulose bestehende Schicht 9 durch Verbrennung zu entfernen. Dies kann dadurch erfolgen, daß während einer kurzen Zeit, z. B. 15 Minuten, heiße Luft mit einer Temperatur von z. B. 700⁰C in die Fernsehröhre eingeblasen wird. Hat die Glaswandung der Röhre eine größere Stärke, so ist es erwünscht, wie in Fig. 1 dargestellt, auch die Außenseite z. B. mittels eines Gasbrenners bis auf eine Temperatur von etwa 250⁰C zu erwärmen. Durch diese zusätzliche Erwärmung wird der Temperaturunterschied zwischen der Innen- und Außenfläche der Glaswand ausgeglichen. Die Erwärmung kann auch durch andere Mittel, z. B.

durch elektrische Heizlampen, erfolgen.

In Fig. 3 ist ein Schnitt durch eine Luftheizvorrichtung dargestellt. Diese Vorrichtung besteht aus einem Kern 11 aus keramischem Werkstoff, in dessen Außenfläche ein schraublinienförmiger Kanal 12 ausgespart ist, der einen mit einer Stromzuleitung 13 versehenen spiralförmigen elektrischen Widerstandsdraht 14 enthält. Der Kern hat ferner einen Mittelkanal 15, in dem ein Stromzuleitungsdraht 16 liegt. Die zu erwärmende Luft wird an der linken Seite dem spiralförmigen Kanal 12 zugeführt, strömt durch diesen Kanal und wird dabei erhitzt. Ein kleiner Teil der Luft strömt durch den Kanal 15 und dient dabei als Kühlmittel für den Stromzuleitungsdraht 16. Der Kern 11 ist von einem Mantel 17, gleichfalls aus keramischem Werkstoff, umgeben.

Fig. 4 zeigt einen Ofen, in dem das oben beschriebene Verfahren durchgeführt werden kann. Dieser Ofen besteht aus einem Gestell 18 mit einer Hohlwelle 19, an der eine rotierende Scheibe 20 befestigt ist. Die Scheibe 20 ist mit mehreren über den Umfang verteilt angebrachten Halterungen 21 versehen. In der Figur ist eine dieser Halterungen dargestellt, die die Elektronenstrahlröhre 22 hält. Die Röhren sind in diesem Fall völlig aus Glas hergestellt.

Die rotierende Scheibe enthält ferner Luftheizvorrichtungen 23 der in Fig. 3 dargestellten Art. Die Röhre 22 kann über diesen Heizvorrichtungen angeordnet werden. Die Heizvorrichtungen sind in senkrechter Richtung verstellbar, so daß Röhren verschiedener Größe erhitzt werden können. Der Außendurchmesser der Heizvorrichtung ist möglichst klein zu wählen, so daß die Vorrichtung auch in kleinere Röhren eingesetzt werden kann. Es ist erwünscht, daß zwischen dem Röhrenhals und der Heizvorrichtung immer ein Luftspalt für die Abführung des verwendeten Gases vorhanden ist. Jede Vorrichtung enthält eine Luftzufuhrleitung 24, die mit einer mittleren Zufuhrklappe 25 in Verbindung steht. Die Luft wird durch einen Kanal 26 in der Welle 19 der Zufuhrklappe 25 zugeführt. Beim Rotieren der Scheibe 6g wird die Zufuhrleitung 24 periodisch geöffnet, so daß Luft in eine Röhre 22 eingeblasen wird. Über einem Teil des Scheibenumfangs ist ein Ofen 27 angeordnet, der Heizlampen 28 enthält, durch die die Außenseite der Röhren erhitzt werden kann. Jede Heizvorrichtung hat zwei Stronazuleitungen. Durch einen geeigneten Schaltmechanismus kann beim Drehen der Scheibe den Widerstandsdrähten während einer kurzen Zeitdauer ein elektrischer Strom zugeführt werden.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verfahren zur stellenweisen Erhitzung von Hohlgegenständen, insbesondere von Elektronenstrahlröhren, bis auf wenigstens 450⁰C, bei denen wenigstens ein Teil der Wandung aus Glas besteht und in denen während der Erhitzung heißes Gas zirkuliert und ein auf wenigstens einem Teil der Innenfläche der Glaswand befindliches Mittel verdampft oder verbrannt wird, dadurch gekenn zeichnet, daß das Gas bis auf mindestens 700⁰C erhitzt in den Hohlgegenstand eingeblasen wird und gleichzeitig die Außenseite des Hohlgegenstandes bis auf eine Temperatur erhitzt wird, die bedeutend niedriger als die Temperatur des eingeblasenen Gases ist, z. B. 250⁰C beträgt.

2. Ofen zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 mit durch einen Heizkanal bewegbaren Halterungen für zu heizende Hohlgegenstände und Mitteln, die in den Gegenständen heißes Gas zirkulieren lassen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Halterung mit einer Vorrichtung zum Heizen von Gas und Ausblasen dieses Gases versehen ist, welche Vorrichtung einen Gasdurchströmkanal aufweist, in dem ein elektrischer Widerstandsdraht angeordnet ist, und daß im Heizkanal Heizlampen für die Erhitzung der Außenseite der Glaswand vorhanden sind.

3. Ofen gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einblasevorrichtung mit einem sich in deren Längsrichtung erstreckenden Kanal versehen ist, in dem der für die Erhitzung dienende Teil des Widerstandsdrahtes liegt, und einen zweiten Kanal aufweist, der eine für diesen Teil bestimmte Stromzuleitung enthält und so ausgebildet ist, daß durch diesen zweiten Kanal gleichzeitig Gas zur Kühlung der Stromzuleitung strömen kann.

In Betracht gezogene Druckschriften :
Proc. of the Institution of Electrical Engineers,

Bd. 99, Teil III A, 1952, S. 519;
Electrical Communication, Bd. 27, 1950, S. 262

bis 267.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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