DE2046532C - Verfahren zur Herstellung einer dichten Molybdän-Silikatglas-Verschmelzung durch Verschmelzen eines dünnwandigen Molybdän-Topfes mit Silikatglas-Rohren - Google Patents

Description

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dem alitieren Silikatglasrohr einsetzt und ihn dort einbettet, um eine \akuumdichte Abdidi tuny mit den inneren und äußeren Olvi -!lachen der dünnen Wandung des Topfes /u bilden, umI

c) das geschlossene linde der Vertiefung durch eine zentrale Öffnung im üodenteil des Topfes abschlägt und dieses geschlossene finde der Vertiefung längs des ringförmiuen Schwächimgsbeieiehes abbricht.

Das erlindungsgemäße Vci fahren »csiailei also gegenüber dem bekannten Verfahren eine iibcrla^ehend (-'!,räche Herstellung einer MoKhdän-Sihkaiglas-Vcrschmelzung, wobei insbesondere das (ilas hei diesem Verfahren weniger beansprucht wird als mit dem bekannten Verfahren, da \or dem Abschmelzen lediglich ein einzige]' Lriiitzunnssehiilt erlnrde; lieh ist.

(iemiiii einer Weiterbildung des evtiiidungsgemalieii V'erlahrens wird die Vertiefung des inneren Rohres aus Siiikatglas durch hindrücken des \01 deren lindes eines Nasenteiles verminderten Durchmessers einer Vakuum-Ilaltevorrichtung längs der Achse dieses Rohres gegen das geschlossene erhitzte linde hergestellt, wobei sich eine umbördelie Vertiefung mil einer dünnen Seitenwand bildet und die Vakuum-Haltevorrichtung zum Halten des inneren Rohres aus Silikalglas an der gewünschten Stelle innerhalb und konzentrisch zu dem ä'ilieren Rohr aus Silikatglas während der Verschmelzung der beiden Rohre miteinander an dem gegenüberliegenden olTenen rinde des inneren Rohres verwendet wird.

Eine weitere Ausbildung des erfmdungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man während der Verschmelzung der Wandungen der inneren und der äußeren Rohre aus Silikatglas mil den Wandungen des Molybdäntopfes zur Bildung eines vakuumdichten Abschlusses zwischen diesen Teilen das Innere des F.nues des äußeren Rohres aus Silikatgl s. welches diesen Topf enthält, unter Vakuum h i'.t, während man das andere Ende des äußeren Silik:;iglas-Rohres einem Druck aussetzt, so daß die geschmolzenen Wandungen des inneren und äußeren Rohres gegen die entsprechenden inneren und äußeren Oberflächen der Wandung dieses Topfes gedruckt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden an Hand n^r Zeichnungen erläutert, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung darstellen. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer bes·'unten Länge eines Rohres aus geschmolzenem Silikatglas, das an einem Ende verschlossen ist und vorbereitend zur Herstellung des inneren Teiles des Rohrfußes dient.

Fig. 2 eine Seitenansicht im Schnitt, die die Form der umgebördelten Vertiefung am verschlossenen Ende des Rohres zeigt und die Trennung von diesem Rohr zur Bildung eines einzelnen inneren Rohriußteiles darstellt,

Fig. 3 eine Seitenansicht im Schnitt, die die Ver-. Schmelzung des offenen Endes des inneren Rohrteiles mit einem Teil der inneren Wandung des äußeren Rohrteiles des Fußes darstellt,

Fig. 4 eine Seitenansicht im Schnitt, bei der die Verbindung des Topfteiles aus Molybdän mit den Rohrteilen des Fußes aus Silikatglas dargestellt ist, zur Vorbereitung cici' Verschmelzung der Teile miti>in:mrlf»r

F'ig. .^ eine Seitenansicht im Schnitt des Rohriußes, die die Abtrennung des verschlossenen Endes der Vertiefung des inneren Rohrteiles des FuBes darslelli, mid

Fig. 6 eine Seitenansicht einer Anordnung von zwei Rohrlüßeii an einem Unterteil aus Silikatglas. Jas einen Teil eines Rohrkolbens einer elektrischen Lampe darstellt.

Wie die Fig. 1 zeigt, wird eine bestimmte Länge eines Rohres 1, das im wesentlichen aus geschmolzenem Silikat- oder Quarzglas besteht, erhitzt und so verformt, daß sich ein geschlossenes linde 2 bildet.

Dieses noch plastische Rohrende 2 wird sodann abermals \erfornu. um eine umgebördelte. nach innen weisende Vertiefung 3 zu bilden, wie sie die Fig. 2 zeigt. Die Vertiefung 3 kann schnell und leicht gebildet werden durch Eindrücken des vorderen Nasenteiles 4 eines Werkzeuges 5 entlang der Aehsc des Rohres 1 gegen sein geschlossenes linde 2. Das Nasenteil 4 weist ein-Mi verminderten Durchmesser auf. Das Werkzeug * bildet gleichzeitig eine vakuumbetätigte Haltevorrichtung. Das ringförmige Ende des Hallewerkzeuges um diesen Nasenteil herum berührt das Ende des Rohres i. Die Seiten ν iinde 6 der topfförmigen Vertiefung 3 werden hierbei gestreckt und dünn gemacht und bilden eine ringförmige geschwächte Zone, welche leicht ausgebrochen werden kann, wie später erklärt werden wird.

Das Rohr 1 wird sodann cihitzt und weichgemach! in einem begrenzten Bereich im Abstand hinter seinem geschlossenen Ende. Der Teil des Rohres 1 rechts von dem weichgemachten Bereich wird abgezogen, um den Hauptteil 1 zu verschließen und ab zutrennen von Restteil 7 (Fig. 2), der dazu dient, den inneren rohrförmigen Teil zu bilden. Das herausgezogene geschlossene Ende 8 des Rohres 1 wird nachfolgend wieder erhitzt und verformt, um das im wesentlichen flache geschlossene Ende 2 gemäß Fig. 1 zu bilden, das zur Vorbereitung der Hersteilung eines anderen inneren rohrförmigen Teiles 7 dient. Dieses Teil 7 wird entlang der gestrichelten Linie 9 in Fig. 2 getrennt, wodurch das innere rolutörmige Teil mit einem offenen linksseitigen Ende übrigbleibt.

Wie die Fig. 3 zeigt, wird das innere rohrförmige Teil 7 eingesetzt in einen äußeren rohrförmigen Teil 10, das im wesentlichen aus geschmolzenem Silikatglas besteht. Das äußere Teil 10 wird im Bereich Il erhitzt, damit das offene Ende des inneren Rohres 7 mit der Innenwand des äußeren Teiles 10 verschmilzt. Während dieses Vorganges kann die vakuumbetätigte Fialtevorrichtung S₁ welche als Werkzeug zur Bildung der Vertiefung 3 verwendet wurde, in bequemer Weise dazu verwendet werden, den inneren Teil 7 konzentrisch in dem äußeren Teil 10 zu halten, indem der Nasenteil 4 der Haltevorrichtung in das Innere dieser Vertiefung 3 eingreift. Das äußere Rohr 10 wird gleichzeitig an jedem Ende durch entsprechende Haltevorrichtungen eines Drehwerkzeuges gehalten und synchron in Drehung versetzt, wobei die Vakuumhaltevorrichtung sich durch die rechte Haltevorrichtung hindurch erstreckt und durch ein separates Haltewerkzeug gehalten und synchron in Drehung versetzt wird.

Wie die F i g. 4 zeigt, wird ein tiefer lä'.iglicher Topf 12 aus Molybdän mit seiner dünne-.i Scitenwandung in den ringförmigen Spalt zwischen dem inneren und dem äußeren Rohr 7 bzw. 10 eingesetzt.

3er Topf 12 hat eine relativ dicke Bodenwandung 13 nit einer zentralen öffnung 14. Seine Scilenwandiing nimmt an Dicke ab bis zu einer extrem dünnen, scharfen Kante an seinem offenen Ende. Beispielsweise kann bei einem Topf von näherungsweise 12,7 mm Durchmesser und einer Lange von 25,4 mm die Bodenwandung 13 etwa 0,508 mm dick sein. Die Seilenwandungen können in der Dicke rasch abnehmen von etwa 0,254 mm auf 0,127 mm nahe der Bodenwandung, und die- Dicke nimmt von dort allmählich ab bis auf 0,00762 mm an der Kante.

Gemäß einer bevorzugten Arbeitsweise wird während des Einschmelzens des Topfes 12 in die Rohrfußeinheit 7 und 10 das rechte Ende der Einheit evakuiert und das linke Ende unter Druck gesetzt, wie dies im einzelnen beschrieben ist im USA.-Patent 3 320 352. Beispielsweise können die Enden des äußeren Rohres 10 rohrförmig ausgebildet werden, wie bei 15 und 16 gezeigt, wobei das rechte Ende auf etwa 1 ν 10~³ Torr Druck evakuiert werden kann. Diescs rechte Ende wird bei 17 mit einer Spitze verschen. Danach kann die Einheit wieder in ein Drehwerkzeug eingesetzt werden, wobei die gegenüberliegenden Enden des äußeren Rohres 10 von entsprechenden Haltevorrichtungen gehalten werden und wobei der Rohrhals 16 an eine Gasdruckquelle (beispielsweise Stickstoff) angeschlossen wird. Der Druck beträgt etwa 155 Torr. Wenn die Einheit in Drehung versetzt ist, wird cine Gasflamme auf den durch die Klammern 18 umfaßten Bereich gerichtet, um eine abdichtende Verschmelzung zu erreichen, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist. Hierbei verschmelzen die entsprechenden Wandungen der Rohre 7 und 10 mit den inneren und äußeren Wandungen des dünnen Teiles des Topfes 12, gegen die die entsprechenden Rohrwandungen 7 und 10 durch den Gasdruck im Innern des Rohres 7 und den atmosphärischen Druck an der Außenseite der Rohrwandung 10 gedrückt werden. Um den Schmelzbcreich auf den Teil des Topfes 12 zu beschränken, der dünn ausgeführt ist, kann der übrige Teil der Außenseite des Topfes beispielsweise mit Zirkoniumoxidpulver überzogen sein.

Die Enden des äußeren Rohres 10 werden abgetrennt, so daß die Länge eines Rohrfußes entsteht, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Wie die F i g. 5 weiterhin zeigt, wird die Bodenwandung 19 der topfförmigcn Vertiefung 3 abgebrochen entlang der dünnen geschwächten Zone 6, indem diese Bodenwandung mit einem dünnen Stab (bezeichnet durch die Bezugszahl 20) leicht angetippt wird. Der Stab wird durch das Loch 14 des Topfes 12 eingeführt. Die Bruchstelle hat nicht die Tendenz, über den Rand 20' der Vertiefung bis in den Schmelzbereich hinauszugehen, wie das der Fall ist, wenn das geschlossene Ende des inneren Rohres 7 gebildet wird von einer einfachen konvexen Kuppe an Stelle der umgcbördellen. nach innen zeigenden Vertiefung 3.

In Fig. 6 ist ein Anwendungsbeispiel der abgedichteten Rohrfüßc 10 zu seilen. Zwei derartige Rohrfüße sind hierbei in entsprechende öffnungen eines schalenförmigen Unterteils 21 von geschmolzcncm Silikatglas eingeschmolzen, welches auch ein Evakuierrohr 22 aufweist, das in eine zentrale öffnung eingeschmolzen ist. Starre Zuführleitcr oder Stäbe 23 sind eingesetzt, welche sich durch die enlsprechenden Rohrfüße 10 und durch die Öffnungen 14 im Unterteil 13 der Töpfe 12 erstrecken. Die Stäbe 23 bestehen aus einem geeigneten hochschmelzenden Material, wie beispielsweise Wolfram, die in den Öffnungen 14 der aus Molybdän bestehenden Töpfe 12 durch ein geeignetes Hartlötmaterial, wie beispielsweise Nickel, befestigt sein können.

Eine geeignete Lichtquelle, wie beispielsweise ein Wolfram-Draht des bekannten Planartyps, wird in bekannter Weise von den Leitern 23 getragen und /wisehen diesen gehalten. Danach wird ein Rohrkolben aus geschmolzenem Silikatglas montiert, um die Lichtquelle einzuschließen. Der Rohrkolben wird

as hierbei mit seinem offenen End- oder Halsteil mit dem Rand des Unterteils 21 verschmolzen. Der KoI-ben kann sodann evakuiert und mit einem geeigneten inerten Gas gefüllt werden. Das Gas kann mit einer geringen Menge eines Halogens, wie beispielsweise Brom in der Form von Brom-Wasserstotl versehen sein, das in bekannter Weise die Funktion eines rcgenerierenden Getters hat. Falls erforderlich, können zusätzliche Träger für die Leiter 23 vorgesehen sein, beispielsweise Ringe oder scheibenförmige Teile in dem Rohrfuß 10.

Das Rohr 1 (Fi g. 1 und 2), von welchen die inneren Rohrteile 7 hergestellt werden, kann aus einem sogenannten 96° eigen Silikatglas bestehen, welches eine Erweichungstemperatur von etwa 150 C auf-

4c weist, die geringer ist als die Erweichungstemperatur von reinem geschmolzenem Silikat- oder Quarzglas, aus dem das äußere rohrförmigc Teil 10 vorzugsweise besteht. Dies erleichtert das Schmelzen dieses inneren Teiles 7 durch Wärmeübertragung beim Erhitzcn des äußeren Teiles 10.

An Stelle der rohrförmigen Ausbildung der Enden des äußeren Rohres 10. wie sie in F i g. 4 oargestellt ist, kann die Drehvorrichtung, in welcher die Enden des Rohres 10 für die Arbeitsvorgänge, wie sie in

Verbindung mit F i g. 3 beschrieben wurden, gehalten werden, mit klemmringarligen Haltevorrichtungen versehen sein, durch welche die gegenüberliegenden Enden des Rohres 10 evakuiert und unter Druck gesetzt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer dichten Mo-Iy hdän-Silikatglas-Verschmelzung durch Verschmelzen eines dünnwandigen Molybdän-Topfe·* mit Silikatglas-Rohren, )' e k e η η /. e i e h n e t d u rc h folgende Verfahrensschritte:

a) Herstellung einer Baueinheit, bestellend aus zwei Rohren aus Silikatglas, wobei das innere Rohr einen nur wenm ueringeren Durchmesser als das äußere Rohr autweisi. sowie ein geschlossenes Ende, das die Form einer unmebördelten, topfförmigen Yertic lung mit einem dünnwandigen, ringlörmigen Sclnvädiungshereich der Seiteiiwandung hat.

b) Einsetzen des Topfes aus Molybdän in den außeiordi iiTich dünnen Ringspalt /wischen dem inneien und dem äußeren Silikatglas Rohr und Einbetten des Molybdän-Topfes zur Bildung einer vakuunidicliteii Abdichtung mil den inneren und äußeren Oberflächen der dünnen Wandung des Topics und

c) Abschlagen des geschlossenen Endes der Veiiiefung durch eine zentrale ÖITnung im Bodenteil des Topfes und Abhiechen dieses geschlossenen l-.ndes der Vertiefung längs des ringfön igen Schwachunusbereiches.

2. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch die Herstellung der vertiefung des inneren Rohres aus Silikaiglas durch Eind.ücken des vorderen Endes eines Nasenteiles verminderten Durchmessers einer Vakuumhaltevorrichtiing längs der Achse dieses Rohres gej:,en das geschlossene, erhitzte Ende, wobei sich eine umgebördelte Vertiefung mit einer dünnen Seitenwand bildet und die Verwendung der Vakuumhaltevorrichtiing zum Hallen des inneren Rohres aus Siiikatgias an der gewünschten Sieile innerhalb und konzentrisch zu dem äußeren Rohr aus Silikatglas während der Verschmelzung der beiden Rohre miteinander an dem gegenüberliegenden offenen Ende des inneren Rohres.

3. Verfahren nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß während der Verschmelzung der Wandungen dd inneren und der äußeren Rohre aus Silikaiglas mit den Wandungen des Molybdäntopfes zur Bildung eines vakuumdichten Abschlusses zwischen diesen Teilen das Innere des Endes des äußeren Rohres aus Silikatglas, welche diesen Topf enthält, unter Vakuum steht, während das andere Ende des äuBcen Silikatglas-Rohres unter Druck steht, so daß die geschmolzenen Wandungen des inneren und äußeren Rohres gegen die entsprechenden inneren und äußeren Oberflächen der Wandung dieses Topfes gedruckt werden.

Die Erfindung betrifit ein Verfahren zur Herstellung einer dichten Molybdän-Silikatglas-Verschmelzung durch Verschmelzen eines dünnwandigen Molybdän-Topfes mi! SMikatglas-Rohren.

Ls ist aus der britischen Patentschrift 1 117 024 bereits ein Verfahren zur Herstellung einer Molybdiin-Silikatglas-Verschmelzung bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird eine aus Molybdän bcstehende Kappe mittels 'eines Molybdänringes an einen Wolfram-Stab angeschmolzen. Dieser Molybdänring wird dann mit dem inneren Rohr einer aus insgesamt drei ineinander angeordneten Rohren bestehenden Anordnung verschmolzen. Der Durchmesser des inneren Rohres ist bei der bekannten Anordnung b 'trächtlich geringer als der Durchmesser lies äußeren Rohres. Darüber hinaus wird bei dem bekannten Verfahren für das innere Rohr ein (ilas be'iötigt, das einen Erweichungspunkt aufweist, der geringer ist als tier des für das äußere Rohr verwendete Quarzglas. Schließlich Ix-nötigt das bekannte Verfahren für die aus Kappe und Stab Ivstehende Baueinheit Molybdän-lsolationsfolien, um ein Zerbrachen des Ouai/glases an den Stellen zu vermeiden, an denen dieses das Metall berührt, und /war dort, wo keine Dichtung ist. nämlich am finde der Dichtungen.

Es ist dem Fachmann ohne weiteres klar, daß die Verwendung von Isolationsfolien bei der Hersiellun» einer Moiybdan-Silikatglas-Verschmelzung einen zusätzlichen Aufwand bedeutet, sowohl hinsichtlich des Materials als auch für das Herstellungsverfahren. Darüber hinaus ist das bekannte Verfahren deshalb aufwendig, weils es drei Rohre verwendet, die alle miteinander verbunden werden müssen. Das heißt, es sind zwei Verschmelzungen notwendig, bevor man die Molybdänkappe befestigt. Außerdem muß bei dem bekannten Verfahren die inneren Rohre und die Molybdän-Kappe direkt abstütien. Auch dies erschwert die Herstellung. Außerdem bringt die bei dem bekannten Verfahren benutzte Anzahl von Erhitzungsschritten ein EntgasungspruVicm mit sich und damit auch die Gefahr des Zerbrechens des Glases. Insgesamt erweist sich das bekannte Verfahren als relativ' aufwendig und kann infolge der aufgezeigten Schwierigkeiten eine ziemlich hohe Ausschußquote mit sich bringen.

Der Erfindung liegt demzufolge die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zur Herstellung einer Molybdün-Silikatglas-Versclimelzung anzugeben, das mit möglichst wenig Herstellungsschritten auskommt und bei dem insbesondere die Zahl der mit Erhitzen verbundenen Schritte minimal gehalten wird. Darüber hinaus soll es die Erfindung ermöglichen, mit mögliehst wenig Teilen für die Herstellung der Molybdän-Silikatglas-Verschmelzung auszukommen.

Diese Aufgaben werden gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man:

Diese Aufgaben werden gemäß der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß man:

a) eine Baueinheit, bestehend aus zwei Rohren aus Silikatglas, herstellt, wobei das innere Rohr einen nur wenig geringeren Durchmesser als das äußere Rohr aufweist, sowie ein geschlossenes Ende, das die Form einer umbördelten, topf förmigen Vertiefung mit einem dünnwandigen, ringförmigen Schwächungsbcreich der Seitenwandung hat,

b) den Topf aus Molybdän in den außerordentlich dünnen Ringspalt zwischen dem inneren und