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Rohrförmige, vakuumdiehte Durelhtührung dureh keramische KSrper.
Die Herstellung von vakuumdichten, metallischen Durchführungen durch keramische Körper, beispielsweise durch die Wandungsteile von elektrischen Vakuumapparaten, bereitet besonders grosse
Schwierigkeiten, wenn die Wärmeausdehnungskoeffizienten der Metallteile und des keramischen Körpers stark voneinander abweichen. In diesem Fall treten an den Verbindungsstellen erhebliche Spannungen auf, die häufig Undichtwerden zur Folge haben. Diese Schwierigkeit ist besonders gross, wenn der metallische Körper einen grossen Durchmesser besitzt, oder wenn es sich um rohrförmige Durch- führungen handelt. Bei den bekannten Durchführungen werden die Metallteile unmittelbar mit dem keramischen Körper verlötet oder mit Hilfe eines Gasflusses verschmolzen. Wenn die Stärke bzw.
Wandstärke der Metallteile gross ist, treten dabei grosse Spannungen auf. Wenn es sich zudem um
Metallteile grosser Ausdehnung handelt, ist es im allgemeinen notwendig, einen entsprechend grossen
Ofen zur gleichzeitigen Erwärmung des keramischen Teiles und der Metallteile bei der Herstellung der vakuumdichten Verbindung zu verwenden.
Es sind ferner bei Glasgleichrichtern Kathodeneinführungen bekannt, welche aus einem im dünnwandigen, mit dem Glaskolben vakuumdicht verbundenen Einschmelztopf frei angeordneten, als Stromzuführung dienenden Metallschaft oder Metallrohr bestehen. Bei einer derartigen Anordnung treten keine besonderen Schwierigkeiten bei der Herstellung auf, da es sieh bei geeigneter Wahl des Metalles oder des damit zu verschmelzenden Glases vermeiden lässt, dass die Wärmeausdehnungskoeffizienten stark voneinander abweichen. Es werden daher keine Spannungen an den Verbindungsstellen auftreten.
Man hat auch bereits vakuumdichte Durchführungen durch keramische Körper hergestellt, indem auf ein Keramikrohr eine Metallplatte, an der die Durchführung befestigt ist, gesetzt wurde. Der keramische Körper und die Metallplatte sind bei dieser Anordnung durch einen an dieser Metallplatte und an der Aussenseite des Keramikrohres angelöteten elastischen Metallring miteinander vakuumdicht verbunden. Diese Anordnung ist lediglich für eine einzige Durchführung verwendbar. Bei einer Reihe von Durchführungen, welche insbesondere bei elektrischen Entladungsgefässen stets erforderlich sind, ist man daher gezwungen, mehrere dieser Anordnungen nebeneinander zu verwenden.
Dieses führt jedoch zwangsmässig zu grossen Dimensionen der Abschlussplatte und damit auch der Entladungsgefässe.
Diese Schwierigkeiten werden bei der Anordnung nach der Erfindung dadurch vermieden, dass
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aussen liegenden keramischen Körper verbunden ist. Die beiden Rohre werden miteinander mittelbar oder unmittelbar vakuumdicht verbunden. Bei dieser Anordnung kann durch passende Wahl der Werkstoffe und der Abmessungen erreicht werden, dass sowohl die Verbindungsstelle zwischen dem inneren Rohr und dem inneren Keramikteil, als auch die Verbindungsstelle zwischen dem äusseren Rohr und dem äusseren keramischen Körper nach der Abkühlung unter Druck steht, so dass nicht die Gefahr besteht, dass infolge von Zugbeanspruchung der Verbindungsstellen diese undicht werden.
Die Anordnung ist zudem besonders vorteilhaft, da in der isolierenden Abschlussplatte, welche sich innerhalb einer
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rohrförmigen Stromdurehführung befindet, weitere Stromdurchführungen, Pumpstutzen od. dgl., angeordnet werden können.
Es ist im allgemeinen vorteilhaft, die beiden Durchfiihrungsrohre nur einseitig miteinander bzw. mit dem zusätzlichen Hauptdurchführungsrohr zu verbinden. In diesem Fall ist nämlich die Nach- giebigkeit der Durchführungsrohre grösser als wenn diese beidseitig starr miteinander bzw. mit dem Hauptdurchführungsrohr verbunden wären.
Unter Umständen ist es zweckmässig, die rohrförmigen Durchführungen erst nachdem sie mit den keramischen Körpern verbunden sind, miteinander bzw. mit dem Hauptdurchführungsrohr zu verbinden. Diese Verbindung kann nämlich bei niedrigerer Temperatur bzw. derart erfolgen, dass die Verbindungsstelle zwischen den rohrförmigen Durchführungen und den keramischen Körpern sich dabei nur wenig erhitzt.
Zur Erzielung einer grösseren Festigkeit können nach dem Abkühlen der Verbindung zwischen dem Durchführungsrohr und den keramischen Körpern die beiden Durchführungsrohre miteinander bzw. mit dem Hauptdurchführungsrohr auch beidseitig verbunden werden, falls diese Teile im Betrieb nur so wenig erhitzt werden, dass keine schädliche Beanspruchung der Verbindungsstellen zwischen den Durchführungen und der Keramik auftritt.
Die Figuren zeigen in zum Teil schematischer Darstellung Ausführungsbeispiele der Erfindung.
Der Kreisring 1 und die kreisförmige Platte 2 aus keramischem Werkstoff sind bei 3 mit den rohrförmigen Durchführungen 4 und 5 vakuumdicht verschmolzen oder verlötet. Die Wandstärke dieser Metallrohre ist so gewählt, dass sie so stark nachgeben, dass bei 3 trotz der etwaigen Unterschiede in den Wärmeausdehnungskennziffern keine unzulässig hohen Spannungen auftreten. Die beiden Rohrdurchführungen 4 und 5 sind mit dem Hauptdurchführungsrohr 6 vakuumdicht verbunden. Diese
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Wenn die Verbindung zwischen dem Hauptdurchführungsrohr 6 und den Keramikteilen 1 und 2 nachgiebig bleiben soll, empfiehlt es sieh, die Rohre 4 und 5 nur an einer Seite vakuumdieht mit dem hauptdurchführungsrohr 6 zu verbinden.
Eine grössere Festigkeit der Durchführung wird jedoch erreicht, wenn die Rohre 4 und 5 beidseitig mit dem Hauptdurchführungsrohr 6 verbunden sind. Der Zwisehenraum zwischen den Rohren 4, 5 und 6 kann, wie bereits erwähnt, nachträglich durch eine bei der
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verbunden. Die metallische Gefässwand ? wird mittels des bei 9 mit dem keramischen Ring 1 verbundenen Rohres 8 ebenfalls in der beschriebenen Weise vakuumdicht verbunden. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Metallrohre 4, 5 und 8 gekröpft ausgebildet.
In manchen Fällen ist es jedoch zweckmässiger, die Durchführungsrohre selbst zylindrisch auszubilden, und das Hauptdurchführungsrollr, wie in Fig. 2 dargestellt ist, an der Durchführungsstelle so zu verjüngen, dass die Durchführungsrohre sieh erforderlichenfalls etwas durchbiegen können. Eine solche Aus- führungsform zeigt Fig. 2, deren Teile 11 bis 19 den in gleicher Reihenfolge bezifferten Teilen 1 bis 9 der Fig. 1 entsprechen. Die Durchführungsrohre 14, 15 und 18 sind zylindrisch ausgebildet ; das Hauptdurchführungsrohr 16 und die Rohrwandung 11 sind an der Durchfülhrungsstelle so geformt, dass die Durchführungsrohre sich in radialer Richtung verformen können.
Die Rohre 16 und 17 können durch ein Ziehverfahren oder durch ein spanabhebendes Verfahren an der Durchführungsstelle geschwächt werden.
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ein kurzes Rohrstück vorzusehen. Auf diese Weise wird die Herstellung der Verschweissung oder Verlötung erheblich erleichtert.
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Hauptdnrchführungsrohre 6 bzw. 16 ganz fortgelassen und die Durchführungsrohre 4 und 5 bzw.
14 und 15 unmittelbar vakuumdicht miteinander verbunden werden. In manchen Fällen bietet es Vorteile, sie beidseitig miteinander unmittelbar oder mit Hilfe eines Dichtungsringes zu verbinden, da auf diese Weise eine höhere Festigkeit der Durchführung erzielt wird. Der zwischen den Ringen in diesem Fall entstehende Hohlraum kann durch eine Öffnung mit der Innen-oder mit der Aussenseite des Gefässes verbunden werden.
Die Verbindung zwischen den Durchführungsrohren bzw. zwischen ihnen und dem Haupt- durchführungsrohr wird zweckmässig durch Schweissen mit Hilfe von umlaufenden Radelektroden oder durch Hartlöten hergestellt. Für gewisse Anwendungszwecke genügt sogar die Verwendung von Weichlot.
Die beiden Durc1lfiiJmmgsrollre und das Hauptdurchführungsrohr können aus verschiedenen Werkstoffen hergestellt werden. Für die Durehfuhrungsrohre wird man im allgemeinen einen Werkstoff
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wählen, der sich leicht durch Löten oder Verschmelzen mit dem Keramikteil verbinden lässt. Werden die Durchführungsrohre mit der Keramik verlötet, so empfiehlt es sich, Metalle zu verwenden, die mit dem Lötmetall bei der in Frage kommenden Temperatur keine Legierung bilden. Die Ausdehnungskennziffer der Durchführungsrohre wird vorteilhaft derart gewählt, dass die Verbindungsstelle zwischen der Keramik und den Durchführungsrollren nach der Abkühlung unter Druck stehen.
Für das Hauptdurchführungsrohr bevorzugt man zudem nach Bedarf besonders hitzebeständige, besonders harte, nichtmagnetische oder gut leitende Werkstoffe.
In der beschriebenen Weise können auch eine grössere Anzahl von einander umschliessenden oder nebeneinander gelegenen, rohrförmigen Durchführungen hergestellt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Rohrförmige, vakuumdichte Durchführung durch keramische Körper, insbesondere durch Wandungsteile von elektrischen Vakuumapparaten, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus zwei nachgiebigen Rohren besteht, von denen das innere mit dem inwendig liegenden keramischen Körper und das äussere mit dem aussen liegenden keramischen Körper verbunden ist, und dass beide Rohre miteinander mittelbar oder unmittelbar verbunden sind.