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Verfahren zur Herstellung eines Preßglasteiles, insbesondere eines
Preßglasfußes, für elektrische Entladungsgefäße Es ist bekannt, elektrische Entladungsgefäße
mit einem sogenannten Preßglasfuß abzuschließen, der aus einem napf- oder scheibenförmigen
Glaskörper besteht, in welchem Stromzuführungen eingebettet sind. Die Herstellung
der Preßglasfüße erfolgt auf einer Presse mit Unter- und Oberstempel, welche mit
den auf passende Länge zugeschnittenenDurchführungsdrähten und einer abgemessenen
Glasmenge beschickt werden. Das Glas wurde bisher stets in fester Form, und zwar
hauptsächlich in Gestalt eines Glasringes oder mehrerer über die Durchführungsleiter
geschobener Glasröhrchen oder auch als Glaspulver in die Preßform gefüllt, in dieser
unter der Einwirkung von Gebläseflammen geschmolzen und anschließend gepreßt. Die
vorliegende Erfindung weist einen neuen Weg zur Herstellung von Preßglasfüßen, auf
welchem die Erhitzung der Preßform bis zum Schmelzpunkt des Glases vermieden und
die Herstellungszeit erheblich abgekürzt wird. Als weitere Vorteile sind dabei zu
buchen besonders prägnante Formen und besonders klares Aussehen der Füße.
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Die Herstellung eines Preßglasteiles, insbesondere eines Preßglasfußes,
für elektrische Entladungsgefäße erfolgt gemäß der Erfindung in der Weise, daß ein
Posten flüssiges Glas von dem für den Preßglasfuß benötigten Mindestgewicht aus
einem Schmelzofen in den mit den Durchführungs-
Leitern beschickten
Unterstempel des Preßwerkzeuges befördert und anschließend in derselben Hitze durchAufsetzen
des Oberstempels zum Preßglasfuß geformt wird. Dieses Verfahren hat gegenüber den
vorerwähnten bekannten Verfahren den Vorteil einer großen Schnelligkeit und einer
weitgehenden Schonung der Preßwerkzeuge. Hierzu trägt insbesondere der Umstand bei,
daß bereits ein einmaliges Aufsetzen des Oberstempels und ein einziger Arbeitsgang
zum fertigen Preßfuß führt.
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Nach diesem Verfahren kann man sowohl Weichglas als auch Hartglas
verarbeiten. Dieses Verfahren läßt sich mit weitgehend selbsttätig arbeitenden Maschinen
ausführen. Zweckmäßig wird eine solche Maschine mit einem Drehtisch ausgestattet,
der sich unterhalb des Glasschmelzofens befindet und eine Anzahl von beispielsweise
sechs bis zwölf Unterstempeln enthält, welche ruckweise fortbewegt werden. Dabei
werden beispielsweise in einer bestimmten Arbeitsstellung die Durchführungsstifte
mit der Hand oder maschinell in den Unterstempel eingesetzt, in der folgenden das
flüssige Glas eingefüllt und in der nächsten Stellung der Oberstempel aufgesetzt
und die Pressung vollzogen. In weiteren Arbeitsstellungen kann die allmähliche Abkühlung
des Preßteiles, gegebenenfalls unter der Einwirkung von Flammen, das Entfernen überstehender
Grate und schließlich die Entnahme oder das Auswerfen des fertigen Preßglasfußes
erfolgen. Wenn es sich herausstellt, daß die Aufenthaltszeit des Arbeitsstückes
in einer Arbeitsstellung des Unterstempels zur Durchführung eines Verfahrensschrittes
nicht ausreicht, kann man dieselbe Behandlung in zwei aufeinanderfolgenden Arbeitsstellungen
vornehmen. Auch kann man zwischen der Einsetzstelle für die Drähte und der Einfüllstelle
für das Glas eine Stelle einschalten, in der die Drähte, wenn notwendig, oxydiert
werden.
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Die für die Anfertigung eines Preßglasfußes in der für elektrische
Entladungsgefäße üblichen Größe benötigte Glasmenge wiegt nur wenige Gramm. Infolgedessen
bereitet die genaue Dosierung der einzelnen Glasposten eine gewisse Schwierigkeit.
Das sonst übliche Zerschneiden eines aus dem Schmelzofen heraustretenden Glasstranges
hinter der Austrittsdüse läßt sich bei so kleinen Glasmengen nicht mehr ausführen.
Aus diesem Grund wird beim Gegenstand der Erfindung durch Überhitzung dünnflüssig
gemachtes Glas verwendet und die Dosierung lediglich durch die Öffnungszeit der
Austrittsdüse vorgenommen.
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Die Abteilung der für je einen Preßglasfuß benötigten Glasmenge erfolgt
zweckmäßig in der Weise, daß eine zunächst geschlossen gehaltene Austrittsöffnung
des Schmelzofens, die sich oberhalb des mit der Glasmasse zu füllenden Unterstempels
befindet, periodisch eine bestimmte Zeit lang geöffnet wird, wobei das flüssige
Glas in Form eines Tropfens in den Unterstempel fällt. Bei einer s ibsttätig arbeitenden
Maschine wird ein zwangsläufiger Zusammenhang zwischen der Bewegung der einzelnen
Unterstempel und dem Offnen und Schließen des Schmelzofens hergestellt. Die Länge
der Öffnungszeit wird auf Grund von Erfahrungswerten ermittelt: Beim Herunterfallen
des tropfenförmigen Glaspostens aus dem Schmelzofen in den jeweils unter derAustrittsöffnung
befindlichen Unterstempel tritt zwangsläufig eine gewisse Abkühlung des Glaspostens
ein. Dabei erkaltet das fein ausgezogene hintere Ende des Glastropfens, das eine
im Verhältnis zu der in ihm befindlichen Glasmasse große Kühlfläche aufweist, am
raschesten. Dieser Teil des Glaspostens wird zweckmäßig von der Preßform ferngehalten,
damit sich die zu pressende Glasmenge in einem möglichst gleichförmigen Zustand
befindet. Dies kann beispielsweise durch eine dicht oberhalb des den Glasposten
auffangenden Unterstempels angeordnete Schere erreicht werden, zwischen deren- geöffneten
Schneiden der Glastropfen hindurchfällt und deren Schneiden zusammenklappen, sobald
das bereits zu stark abgekühlte Ende des Glastropfens ankommt.
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Die Abkühlung des herabfallenden Glaspostens kann durch eine weitgehende
Wärmeabschirmung oder Heizung der Umgebung des Fallweges in mäßigen Grenzen gehalten
werden. Trotzdem ist es notwendig, das Glas in dem Schmelzofen zu überhitzen, d.
h. auf eine höhere Temperatur zubringen, als zur Verarbeitung in der Presse erforderlich
ist. Im Fall von Weichglas'hat sich beispielsweise eine Temperatur von 1q.50° C
als richtig erwiesen, während das Pressen je nach der Größe des Fußes bei einer
mehr oder weniger, jedoch wesentlich erniedrigten Temperatur erfolgt. Die Überhitzung
hat nebenbei noch den Vorteil, daß die Glasschmelze Lufteinschlüsse leicht abgibt
und daher auch mit einem Schmelzofen verhältnismäßig kleinen Fassungsvermögens blasenfreie
Glaskörper hergestellt werden können.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
und unter Beschränkung auf die zum Verständnis der Erfindung notwendigen Teile dargestellt,
das nunmehr erläutert werden soll. Das geschmolzene Glas i befindet sich in dem
aus einer feuerfesten Masse bestehenden Schmelzofen z. Die Erhitzung des Glases
kann beispielsweise durch den Durchgang eines Stromes, der über zwei in der Ofenwand
eingelassenen Elektroden zu- bzw. abgeführt wird, erfolgen, wobei zur Erzielung
einer gewissen Anfangsleitfähigkeit dem Glas zuerst Wärme von außen, * etwa mittels
eines Gasbrenners, zugeführt werden muß. Im Boden des Schmelzofens befindet sich
eine Öffnung 3, in welche eine Düse eingesetzt ist. In derDüse befindet sich die
Austrittsöffnung 5 für das geschmolzene Glas. Zum Verschluß der Austrittsöffnung
dient ein Pfropfen 6, der mit einem zapfenförmigen Fortsatz 6' versehen werden kann,
welcher, wenn nötig, erhärtetes Glas aus der Austrittsöffnung ausstößt. Der Pfropfen
ist am unteren Ende einer Speiserstange 7 befestigt und gibt die Austrittsöffnung
frei, wenn die Speiserstange gehoben wird. Zu diesem Zweck ist die Speiserstange
7 mit einem Querbalken 8 fest verbunden, der von einer in lotrechter
Richtung
beweglichen und in einem Rohr 9 geführten Schubstange io getragen wird. Die Bewegung
der Schubstange wird beispielsweise von einer Exzenterscheibe i i abgeleitet, deren
Antrieb mit dem des Drehtisches gekuppelt ist. Wenn die Schubstange nach oben gestoßen
wird, gibt der Pfropfen 6 die Austrittsöffnung frei. Um die Öffnungszeit einstellen
zu können, ist eine Möglichkeit zur Verlängerung der Schubstange vorgesehen, indem
beispielsweise am unteren Ende derselben eine Kappe i2 angebracht ist, die mittels
eines Gewindes mehr oder weniger weit aufgeschraubt werden kann und dadurch eine
Veränderung der Schubstangenlänge bewirkt.
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Besondere Sorgfalt erfordert die Auswahl der Werkstoffe für die mit
dem flüssigen Glas in Berührung kommenden Teile, da diese eine sehr hohe Temperatur
annehmen und auch chemischen Angriffen ausgesetzt sind. Als Werkstoff für diese
Düse q. und den Pfropfen 6 haben sich hochschmelzende Metalle, insbesondere Molybdän,
bestens bewährt. Auch die Speiserstange wird zweckmäßig aus Molybdän angefertigt.
Während nun diejenigen Teile der Speiserstange 7 und der Düse q., die in die Glasschmelze
eintauchen, hinreichend widerstandsfähig sind, wenn sie z. B. aus Molybdän bestehen,
bedürfen die nicht mit Glas bedeckten Oberflächen dieserTeile eines besonderen Schutzes,
damit sie an der atmosphärischen Luft nicht verzundern. Zu diesem Zweck werden sie
während des Betriebes mit einem der gebräuchlichen Schutzgase, insbesondere Stickstoff
oder einem Gemisch von Wasserstoff und Stickstoff, umspült. Der Außenseite der Düse
q. wird das Schutzgas beispielsweise durch eine Rohrleitung 13 zugeführt.
Zum Schutz der Speiserstange 7 ist diese mit Zwischenraum mit einem Keramikrohr
1q. umgeben, in welches von unten das flüssige Glas eintreten kann. Der obere Teil
7' der Speiserstange 7 ist aus einem hitzebeständigen Werkstoff, der bei den dort
auftretenden Temperaturen von der atmosphärischen Luft nicht angegriffenwird,hergestellt.
Die Anfertigung der ganzen Speiserstange aus einem solchen Werkstoff geht nicht
an, weil dieser nicht gleichzeitig die erforderliche mechanische und chemische Festigkeit
bei den hohen Temperaturen aufweist. Der mit der Speiserstange 7 fest verbundene
Teil 7' und der obere Teil der Speiserstange 7 ist mit einer Längsbohrung 15
versehen, welche an der Seite der Speiserstange mündet. An diese Längsbohrung ist
eine Rohrleitung 16 angeschlossen, durch welche das Schutzgas zugeführt wird. Der
Zwischenraum zwischen der Speiserstange 7 und dem Keramikrohr 1q. ist oben bis auf
ein kleines Loch geschlossen, und durch dieses tritt das Schutzgas in die freie
Atmosphäre aus und verbrennt dabei.
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Wenn der Pfropfen 6 angehoben wird, fließt das geschmolzene Glas aus
der Austrittsöffnung 5 und fällt in Form eines Tropfens 17, dessen Größe
unter anderem von der mittels des Schraubenkontaktes 12 eingestellten Öffnungszeit
abhängt, in den genau unterhalb der Austrittsöffnung wartenden Unter-Stempel 18.
Dieser wird von einem um die Achse i9 ruckweise gedrehten Drehtisch'2o getragen,
auf welchem mehrere, beispielsweise sechs bis zwölf solcher Unterstempel längs eines
zur Drehachse konzentrischen Kreises verteilt sind. Auf dem Unterstempel befindet
sich eine Matrize 21, welche der Unterseite des herzustellenden Preßglasfußes entspricht.
In diese sind die Durchführungsdrähte oder -stifte 22 eingesetzt.
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Der Glastropfen 17 zieht hinter sich einen langen Glasfaden nach.
Obgleich man den Höhenabstand des Schmelzofens vom Unterstempel nicht unnötig groß
wählen wird und durch die vom Schmelzofen abgestrahlte Wärme der Fallraum auf einer
ziemlich hohen Temperatur gehalten wird, läßt es sich nicht vermeiden, daß der erwärmte
Glasfaden sich so weit abkühlt, daß er erhärtet. Wenn man ihn in diesem Zustand
in den Unterstempel gelangen läßt, muß man diesen so weit erhitzen, daß auch der
erhärtete Glasfaden wieder schmilzt und mit dem übrigen Teil des Glastropfens eine
gleichförmige Masse bildet. Um eine solche nachträgliche Erhitzung zu vermeiden,
ist bei dem dargestelltenAusführungsbeispiel eine Vorrichtung zum Abschneiden des
stärker abgekühlten Tropfenendes vorgesehen, die als Schere ausgebildet ist. .Die
Schere besteht aus z. B. zwei Blättern 23, 2q., die so gestellt sind, daß der Abstand
der Schneide des einen Scherenblattes vom Glas gleich dem Abstand des anderen ist.
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Wenn die wärmere Masse 17" des Glastropfens sich schon unterhalb,
das kältere Tropfenende sich aber gerade noch oberhalb der Schnittebene der Schere
befindet, wird diese geschlossen, wobei das kältere Tropfenende 171 abgeschnitten
wird. Dieses wird anschließend von der Schere mittels eines durch die Düse 25 zugeführten
Preßluftstrahles in einen Abfallkasten geblasen. Der Scherenantrieb und die Steuerung
der Preßluft werden zweckmäßig mit derDrehtischbewegung zwangsläufig gekuppelt.
Die Öffnungszeit der Austrittsdüse einerseits und der Zeitpunkt des Abschneidens
müssen derart aufeinander abgestimmt sein, daß der in den Unterstempel gelangende
Teil i7" eines jeden Glastropfens einerseits noch die zum Pressen erforderliche
Zähflüssigkeit und andererseits das vorgeschriebene Gewicht aufweist. Die Erfahrung
hat gelehrt, daß sich beide Forderungen in befriedigender Weise erfüllen lassen.
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Der Unterteil 17" des Glastropfens fällt in den in der Auffangstellung
befindlichen Unterstempel 18, und darauf wird der Drehtisch sofort um eine Arbeitsstellung
weitergeschaltet. Dadurch gelangt einerseits ein leerer Unterstempel unter die Austrittsöffnung
5, der auf die eben beschriebene Weise mit einem weiteren Glastropfen beschickt
werden kannwährend andererseits auf den gefülltenUnterstempel ein Oberstempel aufgesetzt
wird, der eine Matrize für den oberen Teil des Preßglasfußes enthält und aus der
Glasmasse noch in der ersten Hitze, welche diese aus dem Schmelzofen mitbringt,
den Preßfuß formt.
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Die Herstellung von Preßglasfüßen aus in flüssigem Zustand in die
Preßform eingebrachtem Glasläßt
sich natürlich auch dann durchführen,
wenn nicht eine Mehrzahl von Unterstempeln auf einem Drehtisch angeordnet, sondern
nur ein einziger Unterstempel vorhanden ist. Die Verwendung des Drehtisches bedeutet
jedoch eine wesentliche Zeitersparnis, da verschiedeneArbeitsgänge gleichzeitig
vorgenommen werden können und zwischen aufeinanderfolgenden Preßvorgängen nur die
kurze zum Fortschalten des Drehtisches benötigte Zeit verlorengeht.
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Der Erfindungsgedanke wurde vorstehend an Hand eines Preßglasfußes
beschrieben. Dasselbe Verfahren und entsprechend aufgebaute Einrichtungen lassen
sich aber auch zur Herstellung anderer Glaspreßteile für elektrische Entladungsgefäße
verwenden. Man kann beispielsweise Sockel für elektrische Entladungsröhren auf diese
Weise aus Preßglas anfertigen. Unter einem Sockel versteht man einen außen an einem
geschlossenen Vakuumgefäß befestigten, z. B. angekitteten Körper, welcher Anschlußkontakte
trägt. Solche Sockel wurden bisher vorwiegend aus Kunstharz oder Keramik hergestellt;
die Erfindung ermöglicht nunmehr auch die Herstellung derartiger Sockel aus Preßglas.
Ebenso können auch isolierende Einbauteile für elektrische.Entladungsgefäße, wie
z. B. Isolierbrücken, in welche gegebenenfalls metallische Leiter eingepreßt sind,
nach dem beschriebenen Verfahren hergestellt werden. In allen diesen Fällen handelt
es sich um Glaskörper von verhältnismäßig kleinem Gewicht, an welche hinsichtlich
sauberer und genauer Formgebung und Homogenität des Glases sehr hohe Anforderungen
gestellt werden.