DE496041C - Luftdichte Durchfuehrung von Draehten durch eine Glaswand - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine luftdichte Durchführung von Drähten, insbesondere von elektrischen Leitungsdrähten, durch eine Glaswand sowie auf ein Verfahren zur S Herstellung dieser Durchführung. Die neue Durchführung ist besonders bei großen Stromstärken geeignet. Bisher erfolgte die Einführung von elektrischen Leitungsdrähten in Glasgefäße meistens auf nachstehende Weise: Der Leitungsdraht bestand aus Platin, das nahezu die gleiche Ausdehnungszahl wie Glas hat, oder aus einer Legierung, z. B. Chromeisen oder Nickeleisen; es zeigte sich aber, daß die große Dicke des Drahtes stets einer dauernden Abdichtung im Wege stand. Auch zusammengestzte Drähte, z. B. solche aus einem Nickeleisenkern und einem Kupfermantel, lieferten in solchen Fällen keine zufriedenstellenden Ergebnisse.

Es wurde bereits vorgeschlagen, den Draht durch eine dünne Platinkappe zu führen, die nachgiebig war und am Rande in das Glas eingeschmolzen wurde. An der Stelle, wo die dicken Drähte hindurchgeführt oder befestigt werden mußten, wurde eine Verstärkung angebracht. Die Vorrichtung wurde infolgedessen ziemlich verwickelt und bedingte größere Abmessungen des Ganzen.

Nach der Erfindung wird in die Glaswand des Hohlkörpers eine Scheibe aus Chromeisen eingeschmolzen, während der Draht an diese Scheibe befestigt oder durch sie hindurchgeführt wird. Die Zusammensetzung des Chromeisens ist derart, daß seine Ausdehnungszahl wenig von der des Glases abweicht.

xA.uch kann mit der Glaswandung eine Glasröhre verschmolzen sein, in der die Scheibe, zweckmäßig in einiger Entfernung vom Röhrenende, eingeschmolzen ist. Die Scheibe _4<J kann erfindungsgemäß aus mehreren Teilen bestehen, welche die Form eines Kreisausschnittes oder eines Kreissegments haben oder sich ringförmig umschließen und die durch eine schmale Glasscheibe am Rande entlang luftdicht miteinander \-erbunden werden können. Die an der Scheibe befestigten Teile des Drahtes können zweckmäßig aus Nickel bestehen. Die Einschmelzung in die Glaswand kann ferner in der Weise erfolgen, "₅₀ daß um die aus einem einzigen Stück oder aus aneinander befestigten Teilen gebildete

■·') Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Jan Bergmans und Cornells BoI in Eindhoven, Holland.

μη;

Scheibe vorher" eine dünne Glasschiclit angebracht und das Ganze in die Glaswand eingeschmolzen wird.

Es ist schon vorgeschlagen worden, in Glas einzuschmelzende Stromzuführungsdrähte aus Chromeisenlegierungen herzustellen. Daraus ließ sich indessen nicht die Möglichkeit folgern, Scheiben der vorliegenden Art in Glas gasdicht und dauerhaft einzuschmelzen. ίο In den Abbildungen sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise schematisch dargestellt.
Es gibt

Abb. ι eine Darstellung der Befestigung eines Leitungsdrahts in einer Glasrohre,

Abb.'2 eine Darstellung einer elektrischen Bogenlampe mit Wolframelektroden, auf die die Erfindung angewendet ist,

Abb. 3 eine Ansicht einer Lampe mit zwei darin luftdicht eingeführten Stromzuführungsdrähten,

Abb. 4 eine Draufsicht auf den Fuß einer Lampe nach Abb. 3, wobei die Drähte ein wenig oberhalb des Fußes durchgeschnitten sind,

Abb. 5 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung mit vier Stroirizuführungsdrähtein:,,

Abb. 6 eine Ansicht einer Lampe, bei der die Scheiben unmittelbar in den Hals der Birne eingeschmolzen sind.

In der Ausführungsform nach Abb/i ist ι das Glasrohr, 2 die Chromeisenscheibe; die Stromdrähte sind mit 3 und 4 bezeichnet. Letztere können aus irgendeinem Material mit guter Leitungsfähigkeit, z. B. Kupfer, hergestellt werden. Zweckmäßig bestehen sie jedoch, wenigstens in dem an der Scheibe befestigten Teil, aus Nickel, weil dieses Metall eine gute Verbindung mit Chromeisen z. B. durch elektrisches Schweißen sichert.

Die Chromeisenscheibe läßt sich sehr gut in Glas einschmelzen, wenn die Zusammensetzung des Chromeisens derart ist, daß seine Ausdehnungszahl wenig von der des Glases abweicht und das Material beim Einschmelzen keine Gase entwickelt. In der Praxis hat sich erwies en,, daß bei einer gewissen Glassorte mit einem Chromgehalt von ungefähr 20 bis 3O°/₀ gute Ergebnisse erzielt werden. Ferner ist gefunden worden, daß der Unterschied zwischen der Ausdehnungszahl des Chromeisens und der des Glases größer sein kann, als überhaupt bei Einführungsdrähten möglich ist. Mit Unterschieden bis zu 2o°/₀ werden noch zufriedenstellende Ergebnisse erzielt. Beispielsweise sei erwähnt, daß in einem besonderen Falle, in dem die Ausdehnungszahl des benutzten Chromeisens ungefähr io°/₀ höher als die des Glases war, die Ergebnisse noch sehr günstig waren. Selbstverständlich werden sie noch besser, je geringer der Unterschied zwischen den beiden Ausdehnungszahlen ist.

Die Stromzuführungsdrähte können auf verschiedene Weise an der Scheibe befestigt werden. Man kann sie durch die Scheibe hindurchführen und sie mit dieser durch Löten, Schweißen oder auf andere Weise verbinden. Jedoch besteht dann die Gefahr, daß an der Durchführungsstelle eine Undichtigkeit auftritt, und es ist daher vorzuziehen, die Drähte an beiden Seiten z. B. durch Löten oder Schweißen an der Scheibe zu befestigen.

Das Einschmelzen der Scheibe wird dadurch erleichtert, daß der Rand vorher mit einer schmalen Glasschicht umgeben wird.

Die Form der Scheibe hängt von der Form der Glaswandung an der Einschmelzstelle ab. Die Zusammensetzung der Legierung hängt von der Natur des verwendeten Glases ab; im allgemeinen können gute Ergebnisse erzielt werden, wenn der Chromgehalt 15 bis 5o°/₀ beträgt. Chromeisen hat die Eigenschaft, daß es gut am Glase haftet, so daß sogar bei großen Temperaturschwankungen eine dauernde Abdichtung gesichert ist Ferner hat sich herausgestellt, daß die Scheibe nicht sehr dünn zu sein braucht, wenn sie aus Chromeisen hergestellt wird. Chromeisenscheiben von 1 bis 2 mm Dicke z. B. können ohne Schwierigkeit eingeschmolzen werden, was bisher nicht für möglich gehalten wurde.

Es sei noch bemerkt, daß kleine Mengen von Verunreinigungen im Chromeisen enthalten sein können, ohne daß dadurch die Brauchbarkeit des Materials herabgesetzt wird. Es kann diese Verunreinigung aber einen. Einfluß auf die Ausdehiniungszahl haben und somit auch die Zusammensetzung etwas beeinflussen.

Die Verunreinigungen können schon im Rohstoff enthalten sein (z. B. Kohle in Eisen), oder sie können bei der Verschmelzung in die Legierung gebracht werden (z. B. Mangan oder Silizium). Es ist jedoch erwünscht, daß der Prozentsatz der Verunreinigung stets gering bleibt. Im allgemeinen ist es nicht notwendig, das Material vorher zu entgasen, obwohl es erwünscht sein kann, zur im Erleichterung der nachherigen Entgasung in der Röhre das Chromeisen schon vorher im Vakuum zu schmelzen.

In Abb. 2 stellt 6 die Glasbirne dar und 7 einen gläsernen Lampenfuß, der in Röhren 8 und 9 ausläuft, in die Scheiben 10 und 11 aus Chromeisen eingeschmolzen sind, die auf einer Seite Stromleiter 12 und 13 mit den Wolframelektroden und auf der anderen Seite Zuführungsdrähte 14 und 15 tragen.

Im Gegensatz zu der Befestigungsweise, bei der beim Vorhandensein mehrerer Drähte

ein jeder von ihnen von einer Röhre umschlossen wird, was die Herstellung der Lampen erschwert und eine Vergrößerung der Abmessungen des sogenannten Lampenfußes zur Folge hat, zeigt Abb. 3 eine Ausführung, durch die diese Schwierigkeit behoben wird. Die in dieser Abbildung veranschaulichte Lampe hat eine Birne 16, in die ein Lampenfuß 17 eingeschmolzen ist. Zwei halbtnondförmige Scheiben 18 und 19 aus Chromeisen sind in die Röhren 17 eingeschmolzen, und an beiden Seiten der Scheiben sind Stromzuführungsdrähte 20, 21, 22 und 23 befestigt. Abb. 4 ist ein Querschnitt durch das in Abb. 3 dargestellte Vakuumrohr.

Die Scheiben können jede beliebige Form haben. Vorzugsweise achtet man darauf, daß sie mittels einer schmalen gläsernen Zwischenschicht leicht zusammengeschmolzen werden können; der noch übriggebliebene freie Teil des Randes von wenigstens einer der Scheiben muß in die Glaswandung eingeschmolzen werden können. So kann man eine kreisförmige und eine ringförmige Scheibe verwenden, diese zwei Scheiben mittels eines gläsernen Zwischenringes verbinden und darauf den Umfang der ringförmigen Scheibe mit der Glaswandung verschmelzen.

Obwohl nicht unbedingt notwendig, ist es am einfachsten, ebene Scheiben zu verwenden, die man zu einer größeren ebenen Scheibe zusammenschmilzt. Schmilzt man mehrere Drähte in einen röhrenförmigen Körper mit kreisförmigem Querschnitt ein, so ist der Kreisausschnitt die einfachste Form für die Scheiben.

In einigen Fällen kann es erwünscht sein, mehr als zwei Stromdrähte luftdicht einzuführen, z. B. bei Glühlampen mit mehreren Glühfäden oder bei Entladeröhren. Eine derartige Ausführung ist in Abb. 5 dargestellt. Es sind hier vier Quadranten 24, 25, 26 und 2"j in Glaskörper 28 eingeschmolzen. Bei der Herstellung der Vorrichtung werden die Scheiben zweckmäßig vorher gegenseitig durch eine Glasschicht verbunden und darauf der auf diese Weise erhaltene Körper in die Glaswandung in der oben beschriebenen Weise eingeschmolzen.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 6 sind die Scheiben mit den an ihnen befestig-

ten Drähten unmittelbar mit dem Halse 29 der Birne 30 verschmolzen. Dies ist wohl die einfachste Ausführungsform der Erfindung.

Bei der Herstellung der Röhre nach Abb. 3 hat man eine Arbeit mehr auszuführen als bei der Herstellung der Röhre nach Abb. 6, nämlich das Einschmelzen des Lampenfußes in die Birne. ,

Die Vorrichtung nach der Erfindung kann z. B. auf elektrische Glühlampen, Bogenlampen mit feststehenden Elektroden und alle Entladeröhren, wie z. B. Gleichrichter, Sendelampen, Empfangslampen, Glimmlampen, Dampflampen sowie auf die Befestigung von Elektroden in gläsernen oder metallenen Vakuumröhren usw. angewendet werden. Sie bietet besondere Vorteile, wenn mit den üblichen Leitungsdrähten aus Platin oder Nickeleisen oder mit solchen, welche aus einem Nickeleisenkern und Kupfermantel bestehen, keine guten Ergebnisse erzielt werden, somit besonders bei größerer Stromstärke, z. B. über 30 Ampere. Derartige Ein-Schmelzungen sind sehr widerstandsfähig, weil eine verhältnismäßig dicke Scheibe verwendet wird, und sie bleiben auch im Gebrauche dauernd vollkommen luftdicht.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Luftdichte Durchführung von Drähten durch eine Glaswand, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht durch eine in die Glaswand eingeschmolzene Scheibe aus Chromeisen, dessen Zusammensetzung derart gewählt ist, daß seine Ausdehnungszahl wenig von der des Glases abweicht, hindurchgeführt oder an ihr befestigt ist.

2. Luftdichte Durchführung nach An- go Spruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe aus mehreren Teilen besteht, die die Form eines Kreisausschnittes oder eines Kreissegments haben oder sich ringförmig umschließen und die durch eine schmale Glasschicht voneinander isoliert und luftdicht miteinander verbunden sind.

3. Luftdichte Durchführung nach Anspruch ι oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an der Scheibe befestigten Teile der Drähte aus Nickel bestehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen