<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Vereinigung des Kolbens mit dem Füsschen bei Metallkolben-Röhren.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur luftdichten Vereinigung des Kolbens von Metallkolbenentladungsröhren mit dem Füssehen, welches zumindest an seinen, dem Kolben anliegenden
Stellen aus Metall besteht. Bei den bisher bekannten Metallkolbenröhren wurden die Metallfüsschen mittels Schweissung an der in einer zur Röhrenachse senkrechten Ebene liegenden Krempe des Kolbens befestigt. Dies wurde mit Hilfe von besonders konstruierten Hochleistungswiderstandsschweissmaschinen ausgeführt.
Ein solches Verfahren hat ausser dem wirtschaftlichen Nachteil, dass die Anschaffungkosten solcher Schweissmaschinen sehr hoch sind und dass das diese Maschinen speisende Netz durch diese Maschinen periodisch stossweise stark belastet wird, den technischen Nachteil, dass der Kolben und das Füsschen aus solchen Metallen oder Legierungen angefertigt werden müssen, die miteinander verschweissbar sind, ferner den Nachteil, dass man ihre Wandstärke, um den Erfordernissen des Schweissvorganges gerecht zu werden (welche grössere Abmessungen bedingen, als es aus andern Gründen wünschenswert wäre), nicht unter ein gewisses Mass senken kann und schliesslich den Nachteil, dass das bei der sehr hohen Schweisstemperatur häufig auseinanderspritzende Material das Elektrodensystem der Röhre beschädigen und z. B.
Isolationsschäden verursachen kann.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung all dieser Nachteile. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die zu vereinigenden Metallteile auch durch entsprechend rasches Eintauchen ihrer entsprechenden Teile in ein aus geschmolzenem Metall bestehendes Bad erhitzt und dadurch miteinander verbunden werden können. Auf Grund dieser Erkenntnis wird die Zusammenfügung von Kolben und Füsschen erfindungsgemäss dadurch erzielt, dass man die zusammenzufügenden Teile der Kolben und der Füsschen mit Hilfe der durch rasches Eintauchen in ein Bad aus geschmolzenem Metall oder einer Legierung, deren Schmelztemperatur höher als 5000 C ist, übertragenen Wärme und nachherige Abkühlung miteinander luftdicht und auch mechanisch fest verbindet. Zu diesem Behufe wird der untere Teil des Kolbens und die Krempe des Füsschens derart, z.
B. zylinder-oder kegelmantelformig gestaltet und derart bemessen, dass diese Teile ineinandergesetzt werden können und ihre Flächen miteinander praktisch parallel und nur um den Bruchteil eines Millimeters voneinander entfernt zusammengefügt werden können. Schiebt man das Füsschen in einen solcherart ausgestalteten Kolben und taucht man die beiden Teile gemeinsam in das Bad, so dringt das flüssige Metall des Bades zufolge der kapillaren Wirkung zwischen die beiden Krempen, wobei die beiden Krempen durch das heisse Bad auf die nötige Temperatur erhitzt werden.
Nach raschem Herausheben der Röhre aus dem Bad kühlt das den Raum zwischen den beiden Teilen ausfüllende Metall (welches aber nicht unbedingt mit dem Metall des Bades gleich zu sein braucht, sondern vorher in den Zwischenraum eingebracht worden sein kann) ab und erstarrt, wodurch Kolben und Füsschen miteinander luftdicht und auch mechanisch fest verbunden werden. Mit Rücksicht auf die hohe Temperatur des Bades muss man die Isolatoren des Füsschens, durch welche die Stromzuführungen gehen, wie auch andere Teile der Röhre, bei welchen hauptsächlich die plötzliche und ungleichmässig auftretende Hitze Schaden anrichten könnte, schützen. Es ist daher zweckmässig, wenn man zumindest das Füsschen, gegebenenfalls sogar auch den Kolben schon während des Tauchen abkühlt, z.
B. dadurch, dass man die Teile auf einem mit Wasser gekühlten Gestell anbringt oder mit einem mit Wasser gekühlten Mantel umgibt. Man kann jedoch von dieser Art der Kühlung besonders bei aus dünnem Material gefertigten Füsschen und bei einem entsprechend rasch erfolgenden Tauchen Abstand nehmen, wenn man die Röhre nach dem Tauchen sofort energisch, z. B. mit einem
<Desc/Clms Page number 2>
kalten Luftstrom, durch Wasserbesprühung oder durch ein Ölbad abkühlt. In beiden Fällen ist es vorteilhaft, die Abmessungen der zu vereinigenden Bestandteile und die Geschwindigkeit, Tiefe und Dauer des Tauchvorganges wie auch die Badtemperatur derart miteinander in Einklang zu bringen,
EMI2.1
wird. Wird dieses Metall z.
B. in Form einer Platte angewendet, so kann man diese und gleich mit ihr das Füsschen durch ein geringes Quetschen des Kolbens mit letzterem befestigen, doch erscheint eine derartige vorherige Verbindung des Kolbens mit dem Füsschen auch in andern Fällen zweckdienlich. In solchen Fällen ist es vorteilhaft, den äusseren bzw. den inneren Teil des Kolbens und des Füsschens mit Graphitfett oder mit sonst einem Wärmeisolator zu überziehen, damit beim Eintauchen die zu verbindenden Teile dem Bad nicht örtlich Wärme entziehen und dadurch Erstarrungserseheinungen hervorrufen.
Bei dem Verfahren können Bäder angewendet werden, deren Schmelzpunkt niedriger, gleich hoch, ja sogar-wenn eine rasehe und energische Wärmeübertragung erforderlich ist-höher ist als der Schmelzpunkt der aneinander zu befestigenden Teile. So können als Material des Bades z. B. Kupfer, Eisen, Nickel, Silber usw. oder deren Legierungen dienen. Es kann daher die gemäss dem erfindungsgemässen Verfahren erfolgende Befestigung als Lötung, Hartlötung, sogar als eine Art von Sehweissung betrachtet werden. Ist das Material des Bades oder des zwischen den zu befestigenden Teilen angeordneten, zu schmelzenden Metalles oder das Material der Kolbenbestandteile leicht oxydierbar oder werden Bäder von sehr hoher Temperatur angewendet, wobei diese Massnahmen miteinander auch beliebig kombiniert werden können, so wird das Verfahren in einer reduzierenden, z.
B. in einer Wasserstoffatmosphäre ausgeführt. Ausserdem kann auch auf der Oberfläche des Bades ein Schlacke lösendes oder auch ein anderes entsprechendes Reinigungs-oder Schutzmaterial, z. B. eine aus Borax bestehende Schicht verwendet werden, welche die aneinander zu befestigenden Flächen beim Eintauchen reinigt und/oder das Bad sauber erhält, damit das schmelzende Metall die aneinanderzufügenden Flächen gut benetzen kann und nach Erstarrung eine tadellose Verbindung sichert.
EMI2.2
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
Röhrenteile zu beschädigen. Die Stromzuführungen des Heizkörpers 6 sind zweckmässig in der aus der Figur ersichtlichen Weise isoliert und gasdicht durch den aus einer Metallplatte bestehenden Mantel 8 a hindurchgeführt. Das erfindungsgemässe Verfahren wird mit dieser Vorrichtung z.
B. so ausgeführt, dass, nachdem das Gestell 4 über den Mantel 12 a gehoben wurde, ein Füsschen 1 b auf das Gestell gesetzt wird, sodann auf dieses (zweckmässig durch Federkraft) der in die Hülse 10 geführte Kolben 1 a aufgedrückt wird und durch gleichzeitige Bewegung der Werkzeuge 4 und 10 die Teile so weit gesenkt werden, bis ihre relativ zueinander entsprechend liegenden, abwärts gerichteten Krempen in erwünschter Tiefe in das Bad 2 tauchen, worauf nach Ablauf der für ihr Verbleiben im Bade nötigen Zeit die Teile wieder herausgehoben und entfernt werden usw. Das ganze Tauchverfahren erfolgt in der Praxis im Laufe von Sekunden, wobei das Verweilen im Bade gegebenenfalls bloss die Dauer einiger Zehntelsekunden beanspruchen kann.
Wird der Kolben und das Füsschen vor dem Tauchen durch einen leichten Druck aneinander befestigt und verwendet man dünnwandige Kolben und/oder Füsschen,
EMI3.2
welcher der Kolben ohne Schulter 1 c (Fig. 2), welche das übermässige Hineingleiten des in den Kolben gedruckten Füsschens hindern soll, ausgeführt ist.
Fig. 4 zeigt schliesslich, wie die ineinanderpassenden Flächen 17 der zusammenzufügenden
Krempen 15 des Kolbens 1 a und des Füssehens 1 b z. B. galvanisch mit einem Metallüberzug 16 ver- sehen werden. Zweckmässigerweise ist der Schmelzpunkt des Überzugsmaterials niedriger als der des Kolben-oder Füsschenmaterials und kann aus einem Metall oder einer Legierung bestehen, welche nicht leicht oxydieren, z. B. aus Kupfer oder aus einer Kupferlegierung. Nach erfolgtem Überziehen werden die Bestandteile einer Wärmebehandlung unterworfen (welche gegebenenfalls das Tauchen selbst sein kann), wodurch erreicht werden kann, dass das Überzugsmaterial in die Materialien des
Kolbens und des Füsschens (welches in der Regel Eisenplatten sind), an den Oberflächen 17 eindiffundiert und hiedurch eine zuverlässige Verbindung sichert.
Der Überzug kann aber auch so stark aufgetragen sein, dass er selbst in dem Bad schmelzend den Kolben und das Füsschen miteinander verbindet, wobei er selbst als Lötmaterial wirkt.
Fig. 5 zeigt einen Teilschnitt des verlöteten Kolbens mit dem Lötmaterial18.
Man kann aber auch in der Weise vorgehen, dass man zwischen die zu vereinigenden Teile noch vor dem Tauchen ein Metallstück setzt, dessen Schmelzpunkt niedriger als der der zu vereinigenden Teile oder die Temperatur des Bades ist und welches beim Tauchen schmilzt.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist selbstverständlich weder auf obiges Beispiel noch auf die Ausführung mit der beschriebenen Vorrichtung beschränkt. Die Wirkung der reduzierenden Atmosphäre kann z. B. durch Anwendung einer Schlacke lösenden Schicht auf der Oberfläche des Bades 2 verbessert werden ; der besprochen Wasserstoff-Flammenausbläser kann mit-beim Durchgang der Werkzeuge 4 und 10 - sich automatisch öffnenden und schliessenden gasdichten Türen ergänzt und die Vorrichtung mit automatischen Kolben-und Füsschen-Beschickungsapparaten usw. versehen werden, ohne dass man hiedurch von der in den Ansprüchen gekennzeichneten Erfindung abweichen würde.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur luftdichten Vereinigung der Kolben und der Füsschen von elektrischen Metall- kolbenentladungsröhren, dadurch gekennzeichnet, dass die zu vereinigenden Teile des ineinander- gefügten Kolbens und Füsschens gemeinsam in ein aus geschmolzenem Metall oder einer Legierung bestehendes Bad, dessen Schmelzpunkt mehr als 5000 C beträgt, eingetaucht werden und zumindest einer dieser Teile während oder nach dem Tauchen bzw. während und nach dem Tauchen gekühlt wird und mindestens in einem der Teile während des Tauchen ein Temperaturabfall hervorgerufen wird, welcher grösser als 2000 C/mm ist, wobei das Verfahren in einer reduzierenden, z. B. einer Wasserstoffatmosphäre, ausgeführt wird.