DE1040136B

DE1040136B - Verfahren zur Herstellung einer flachen Bodenplatte fuer sockellose elektrische Entladungsroehren

Info

Publication number: DE1040136B
Application number: DEC12237A
Authority: DE
Inventors: Monroe Hollister Evans; James Hyde Gray
Original assignee: Corning Glass Works
Current assignee: Corning Glass Works
Priority date: 1954-12-28
Filing date: 1955-12-07
Publication date: 1958-10-02
Also published as: NL94554C

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer flachen Bodenplatte für sockellose elektrische Entladungsröhren, wie beispielsweise Hochleistungs- oder Endröhren, die außerordentlich starken mechanischen und thermischen Beanspruchungen ausgesetzt sind.

Elektrische Stromdurchführungen durch Glas, insbesondere Quarzglas, oder keramische Körper und Verfahren zu ihrer Herstellung sind bekannt. So wird beispielsweise bei einem Verfahren eine Folie aus Metall unmittelbar oder unter Zwischenfügung eines leichter als der Werkstoff der Gefäßwandung schmelzenden Werkstoffs eingeschmolzen. An diese sind ein- oder beidseitig Stromleiter angelötet, und die Lötverbindung ist auf den zentralen Teil der eingeschmolzenen Folie beschränkt. Da das zur Verwendung gelangende Lot ebenfalls wie die gebräuchlichen Stromleiter in der Regel einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt als der Werkstoff der Wandung, beispielsweise das Quarzglas, zieht es sich beim Erkalten bedeutend stärker zusammen als der Werkstoff der Wandung. Hierdurch entstehen Zugbeanspruchungen innerhalb der Lötstellen und den Verbindungen der Folie mit der Wandung, die zur Lösung der angelöteten Stromleiter und zum Zerreißen der dünnen Metallfolie führen können,. Dieses Verfahren hat außerdem den Nachteil, daß die Herstellung der Bodenplatten kompliziert und relativ teuer ist, da sie nur von gelernten Facharbeitern ausgeführt werden kann.

Bei einem anderen bisher bekannten Verfahren zur Herstellung derartiger Bodenplatten wird das metallische Zwischenstück, das ' zur Stromdurchführung durch die Glaswandung dient, rings um den Öffnungsrand herum an der Außenseite der Bodenplatte flach haftend aufgelegt und an seiner Unterseite mit der Bodenplatte verschmolzen. Die nach diesem Verfahren hergestellten Bodenplatten haben aber den Nachteil, daß sich die Stromkontakte sehr leicht von der Bodenplatte bei Stoß- und Druckbeanspruchungen ablösen, so daß die Lebensdauer einer derartigen Entladungsröhre äußerst kurz ist.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird die Bodenplatte, in der die Stromdurchführungen isoliert eingeschmolzen sind, aus einer Metallplatte hergestellt, in der Nuten, Rillen oder ähnliche Vertiefungen angebracht werden. Diese Vertiefungen werden mit pulverförmigem Glas ausgefüllt und hierauf so lange erhitzt, bis das Glas schmilzt und an der Metallplatte haftet. Nach Abkühlen und Festwerden des Glases wird der Boden der Vertiefung zusammen mit einem Teil des Glases abgeschliffen und hierdurch die übrigbleibenden Metallteile voneinander isoliert. Anschließend werden die Leitungseinführungen eingestanzt.

Verfahren zur Herstellung

einer flachen Bodenplatte für sockellose

elektrische Entladungsröhren

Anmelder:

Corning Glass Works,
Corning, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dipl.-Ing. R. H. Bahr und Dipl.-Phys. E. Betzier,
Patentanwälte, Herne (Westf.), Freiligrathstr. 19

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 28. Dezember 1954

Monroe Hollister Evans, Branchport, N. Y.,

und James Hyde Gray, Corning, N. Y. (V. St. Α.),

sind als Erfinder genannt worden

Auch die nach diesem Verfahren hergestellten Bodenplatten haben den Nachteil, daß die Leitungseinführungen nur an einem sehr kurzen Teil ihrer Wandung mit der Bodenplatte verbunden sind, so daß sie leicht ausbrechen können bzw. sich bei geringen seitlichen Druckbeanspruchungen van der Bodenplatte lösen. Außerdem sind zur Herstellung dieser Bodenplatte zahlreiche einzelne Arbeitsvorgänge notwendig, die das Herstellungsverfahren verkomplizieren und verteuern.

Auch ist ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem Scheiben oder Teller mit beiderseits eingesetzten Röhren in die Glaswandung der Entladungsröhre eingeschmolzen werden. Auch hier besteht der Nachteil, daß der Kontakt zwischen dem scheiben- oder tellerförmigen Glied und der Wandung der Entladungsröhre sehr gering ist, so daß die nach diesem Verfahren hergestellten Entladungsrohren nicht nur gegen Druck empfindlich sind, sondern auch sehr leicht zur Undichtigkeit neigen und dadurch schnell gebrauchsunfähig werden. Außer diesen genannten Mängeln hat dieses Verfahren aber auch den Nachteil, daß die Herstellung der Platten ziemlich kompliziert und eine maschinelle Massenproduktion dieser Bodenplatten nicht wirtschaftlich ist.

Gegenüber diesen bekannten Verfahren werden bei einem Verfahren zur Herstellung einer flachen Bodenplatte aus Glas für sockellose elektrische Entladungs-

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röhren mit voneinander isolierten rohrförmigen, an einem Ende geschlossenen und am anderen Ende mit nach außen gerichteten Ringflanschen versehenen Leitungseinführungen nach der Erfindung die Leitungseinführungen mit ihrem geschlossenen Ende in öffnungen gleichen Durchmessers einer ersten Glasscheibe derart eingesetzt, daß der Flansch auf dem Randbereich der öffnung aufliegt, anschließend wird eine zweite Glasscheibe, deren öffnungen erstens einen kleineren Durchmesser als den der Ringflansche der Leitungseinführungen aufweisen und zweitens genau über den öffnungen der ersten Scheibe liegen, auf die erste Glasscheibe aufgesetzt und diese Anordnung zur Verschmelzung der Scheiben zu einer einheitlichen Masse gebrannt, derart, daß die Flansche der Leitungseinführungen in der Bodenplatte eingebettet sind. Um eine saubere Bindung zwischen den Leitungseinführungen und dem sie umgebenden Glas zu erhalten, werden die Flanschenden vorzugsweise vorher in an sich bekannter Weise oxydiert und verglast. Die verwendeten Glasscheiben und -rohre sind gewöhnlich aus gepulvertem Glas kaltgepreßt und gesintert, obwohl natürlich gerade das Absaugrohr auch aus einem Teil eines in üblicher Weise ausgezogenen Glasrohres bestehen kann.

Selbstverständlich sind Glas- und Metallteile der Bodenplatte so ausgewählt, daß die Ausdehnungskoeffizienten beider Teile so nahe wie möglich beieinander liegen. So können z. B. die Leitungseinführungen aus einer Eisen-Nickel-Kobalt-Legierung bestehen. Das Glas soll im allgemeinen einen Erweichungspunkt von 708° C, eine Glühtemperatur von 475° C und eine Ausdehnungszahl von 46 haben. Bei solchen Ausgangsmaterialien erfolgt das Brennen im Ofen bei etwa 1150⁰C in einem Zeitraum von etwa 4 Minuten.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sollen an Hand der Zeichnung einige Beispiele näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Anordnung nach der Erfindung vor dem Brennen,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der Fig. 1, wobei unglasierte Leitungseinführungen Verwendung finden,

Fig. 3 eine auseinandergezogene, teilweise im Schnitt gezeichnete Darstellung der einzelnen zusammenzubauenden Teile,

Fig. 4 einen der Fig. 2 entsprechenden Querschnitt der Bodenplatte nach dem Brennen,

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht der Anordnung nach Fig. 4.

In der Zeichnung ist mit 11 eine Auflageplatte aus einem geeigneten hitzebeständigen Material bezeichnet, auf der eine Anzahl von Sockelträger 12 zur gleichzeitigen Einführung mehrerer Bodenplatten in den Brennofen aufgesetzt sind. Jeder Sockelträger 12 besteht vorzugsweise aus Kohlenstoff oder Graphit und ist mit einer Anzahl von Bohrungen 20 und 24 zur Aufnahme des Saugrohres 21 und der Leitungseinführungen 31 versehen. Ferner weist er über diesen Bohrungen eine Aussparung 26 zur Aufnahme der Glasscheiben 14 und 41 auf.

Zuerst wird das Saugrohr 21 in die mittlere Bohrung 20 eingesetzt, wobei das dickere Ende 22 dieses Rohres auf einer Kante 25 am oberen Ende der Bohrung 20 sitzt. Dann wird die Scheibe 14 in die Aussparung 26 eingesetzt, wobei das obere Ende 22 des Saugrohres 21 in die Scheibenöffnung 15 greift. Die Scheibe 14 wird so lange verdreht, bis die öffnungen 16 mit den Bohrungen 24 fluchten.

Nunmehr werden die Leitungseinführungen 30 bzw. 31 mit ihren ungeflanschten Enden voran in die Bohrungen 16 eingesetzt, so daß ihre Flansche 32 in die Aussparungen 17 zu liegen kommen.

Dann wird die Scheibe 41 in die Aussparung 26 auf die Scheibe 14 so aufgelegt, daß die öffnungen in den beiden Scheiben übereinanderliegen. Die Scheibe 41 ist etwas dünner als die Scheibe 14, und die Durchmesser ihrer öffnungen 43 sind etwas kleiner als die Durchmesser der Flansche der Leitungseinführungen, so daß die Scheiben diese teilweise überdecken. Der Durchmesser der Mittelbohrung 42 der Scheibe 41 entspricht im wesentlichen dem Durchmesser der Bohrung 28 des Saugrohres 21, so daß die Scheibe 41 wenigstens einen Teil des Endes des Saugrohres überdeckt.

Ist die Auflagerplatte 11 mit der gewünschten Anzahl von mit der Bodenplatte versehenen Trägern 12 beschickt, dann wird sie in einen Ofen eingeschoben, und die Bodenplatten werden gebrannt, so daß sie nunmehr aus der vereinigten Glasscheibe 50 mit eingesetztem Saugrohr 21 und mit den Flanschen 32 eingebetteten Leitungseinführungen 31 bestehen, wobei die den Flanschen benachbarten röhrenförmigen Teile 33 oder 53 ebenfalls in das sie umgebende Glas eingebettet sind.

Damit beim Brennen die öffnungen 43 durch Glasfluß nicht zufließen und dadurch ihren Innendurchmesser verringern können, sind Kohlestifte 55 oder Stifte aus einem ähnlichen Material durch diese öffnungen eingesetzt. Auch in die Bohrung des Saugrohres kann ein ähnlicher Stift 56 vor Einsetzen der Bodenplatte in den Ofen eingesetzt werden.

Bei manchen Bodenplatten sind längere Absaugrohre, als in den Zeichnungen dargestellt, erforderlich. Diese Absaugrohre bestehen gewöhnlich aus Teilen eines üblichen gezogenen Glasrohres. Bei solchen längeren Absaugrohren ist das Entfernen der Kohlestifte 56 nach dem Brennen manchmal etwas schwierig. Es ist deshalb vorzuziehen, solche Rohre mit gepulvertem Graphit zu füllen und den Stift nur in den oberen Teil des Rohres einzusetzen. Das Auflager für die Bodenplatte besteht in einem solchen Fall einfach aus einem ebenen, hitzebeständigen Block mit geeigneten Bohrungen für die Durchführungen und für das Absaugrohr, der so hoch ist, daß das Absaugrohr auf der hitzebeständigen Auflagerplatte 11 aufruht und das Rohr um die Dicke der Scheibe 14 über die Oberfläche dieses Auflagers vorragt. Beim Fehlen der Aussparung 26 in dem Sockelträger muß dafür Sorge getragen werden, daß die Scheiben während des Zusammenbaus richtig fluchten, obwohl natürlich die Verwendung von Stiften 55 und 56 die Aussparung im Träger an sich überflüssig macht.

Die ausgesparten Bereiche 17 in der Scheibe 14 können gegebenenfalls in Wegfall kommen und die entsprechenden Flansche einfach zwischen die Scheiben 14 und 41 eingelegt werden, obwohl diese Aussparungen das Zentrieren und die Aufrechterhaltung der Zentrierung der Leitungseinführungen in den öffnungen 16 erleichtern und die Scheiben sich inniger berühren und damit ein besserer Wärmeübergang gewährleistet wird, so daß die Vereinigung der beiden Scheiben beim Brennen erleichtert wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer flachen Bodenplatte aus Glas für sockellose elektrische Entladungsröhren mit voneinander isolierten rohrförmigen, an einem Ende geschlossenen und am

anderen Ende mit nach außen gerichteten Ringflanschen versehenen Leitungseinführungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitungseinführungen mit ihrem geschlossenen Ende (31) in öffnungen (16) gleichen Durchmessers einer ersten. Glasscheibe (14) derart eingeführt werden, daß der Flansch auf dem Randbereich (17) der öffnung (16) aufliegt, daß dann eine zweite Glasscheibe (41), deren öffnungen (43) erstens einen kleineren Durchmesser als den der Ringflansche (32) der Leitungseinführungen aufweisen und zweitens genau über den öffnungen (16) der ersten Scheibe (14) liegen, auf die erste Glasscheibe (14) aufgelegt und diese Anordnung zur Verschmelzung der Scheiben (14, 41) zu einer einheitlichen Masse gebrannt wird, derart, daß die Flansche (32) der Leitungseinführungen (31) in der Bodenplatte eingebettet sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen der Leitungseinführungen (31) und die über ihnen liegenden Scheibenöffnungen (43) für die Dauer des Brennvorgangs zur Verhinderung des Einfließens von Glas mit geeigneten Mitteln angefüllt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Brennen der Anordnung ein Stift (55) durch die Scheibenöffnung (43) in die öffnung der Leitungseinführung (31) eingeführt und nach dem Brennvorgang entfernt wird,

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende eines rohrförmigen Glaskörpers (21, 22) in eine in der ersten Scheibe (14) befindliche öffnung (15) von im wesentlichen dem gleichen Durchmesser derart eingeführt wird, daß die Endkante (22) des Rohres (21, 22) mit der Oberfläche der Scheibe (14) in einer Ebene liegt und gegen einen die öffnung in der ersten Scheibe (14) begrenzenden Randbereich einer öffnung (42) in der zweiten Scheibe (41) anschlägt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jede Scheibe: (14, 41) mit einer Mittelbohrung (15, 42) und einer dazu kreisförmig angeordneten Reihe von Bohrungen (16, 43) versehen ist, wobei die Mittelbohrung zur Aufnahme des Glasrohres und die verbleibenden Bohrungen (16) zur Aufnahme der Leitungseinführungen dienen.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (32) und die äußere Seite der Leitungseinführungen mit einer beim Brennen mit den Scheiben (14, 41) verschmelzenden Glasur versehen sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 762 709, 818 537,
406, 899 086;
USA.-Patentschrift Nr. 2 325 748.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen