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Scellement métal sur verre
La présente invention se rapporte à des scellements métal sur verre du type où le verre est un tube et le métal une plaque de cuivre. Un tube de verre est souvent scellé sur les deux côtés d'une plaque de cuivre qui est alors habituel- lement annulaire. Toutefois, si la plaque termine une ampoule dont le tube de verre constitue une partie, la plaque est ha- bituellement un disque sans perforation centrale.
Jusqu'à présent il existait deux procédés principaux pour établir ces scellements. Dans l'un de ces procédés, on scelle l'extrémité du tube de verre sur l'une des faces de la plaque de cuivre; on scelle alors un autre tube de verre ayant approximativement le même diamètre sur l'autre face de la plaque, de telle sorte que la plaque passe à travers une paroi de verre autrement continue. La plaque doit alors être tellement mince (pas plus de 0.4 mm. d'épaisseur) qu'elle fléchira sous les efforts provoqués par l'inégalité des dilatations thermiques du verre et du cuivre. Cette condition restrictive est désavanta- geuse lorsque la plaque porte une électrode dans laquelle se dissipe une quantité considérable de chaleur qui doit être évacuée à l'exterieur de l'ampoule par conduction dans la plaque.
En outre, ce procédé n'est applicable que dans les cas où le verre peut être scellé sur les deux faces de la plaque.
Suivant l'autre procédé un tube ou une bague de cui- vre dont un bord est biseauté est employé comme intermédiaire entre le verre et la plaque. Le bord biseauté est scellé au tube de verre, tandis que l'autre bord de la bague (habituelle- ment, mais non nécessairement d'épaisseur plus grande) est brasé, ou autrement fixé à la plaque d'une façon étanche à l'air. La plaque peut alors être beaucoup plus épaisse ; mais comme la bague doit avoir une longueur d'au moins quelques millimètres, il faut qu'il y ait une distance considérable entre la plaque et la partie du verre complètement au-delà du scellement.
Cette
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condition est défavorable si l'on désire réduire au minimum la distance entre la plaque et tout autre corps (par exemple une autre plaque) scellé à travers le tube de verre ; ceci peut être désirable, par exemple, si les deux plaques portent deux électrodes d'une soupape thermoionique destinée à fonction- ner à de très hautes fréquences ou à des tensions élevées.
Le Brevet anglais n 574.731 décrit un scellement perfectionné du type spécifié qui est soumis à moins de restric- tion sous les rapports ci-dessus mentionnés. Ce scellement com- porte un tube en acier au nickel ou autre métal semblable, pour- vu d'un rebord à une extrémité, dont l'extrémité non pourvue de rebord est scellée au verre, tandis que l'extrémité avec rebord est unie métalliquement (par exemple par soudure) à la surface de la plaque de cuivre. Par "acier au nickel ou autre métal analogue" on entendun métal qui (a) présente approxima- tivement le même coefficient de dilatation thermique que le verre et (b) possède une résistance à la rupture par traction considérablement plus grande que le cuivre.
L'extrémité du tube de métal scellée au verre est de préférence non biseautée mais est recourbée de manière à présenter une forme doucement arrondie.
Le but de la présente invention est de réaliser une nouvelle forme de scellement qui est également soumise à moins de conditions restrictives que les scellements connus précédem- ment sous les rapports mentionnés ci-dessus et est particulière- ment propre à une fabrication en grande série.
Suivant la présente invention un scellement du type spécifié comporte un tube en acier au nickel ou autre métal analogue dont l'un des bords est scellé au tube de verre et au- quel est unie métalliquement (par exemple par brasure) une collerette en acier au nickel ou autre métal analogue qui est scellée à la surface de la plaque de cuivre. Les termes "acier au nickel ou autre métal analogue" ont la signification donnée ci-dessus. Le tube en acier au nickel est de préférence pourvu d'une part.Le formant bride à laquelle la collerette est unie.
Le scellement de la collerette à la plaque de cuivre peut se faire par soudure ou d'une autre manière analogue mais de préférence au moyen d'une bague en or 9 de la manière connue.
On décrira l'invention à titre d'exemple en se ré- férant au dessin annexé qui montre en coupe verticale deux for- mes d'exécution de l'invention.
Sur la Fig. 1 un tube en acier au nickel 1 est pourvu d'une bride tournée vers l'intérieur 2 auquel est fixée, de pré- férence par une brasure au cuivre, une collerette en acier au nickel 3 faisant saillie extérieurement. La collerette 3 eut, par exemple, avoir une épaisseur de 0,3 mm. et elle peut etre repliée autour de l'extrémité de la partie formant bride 2 comme c'est indiqué en 4. La collerette 3 peut être pourvue d'une nervure 5 approximativement semi-circulaire en coupe transversale, mais ceci n'est pas essentiel.
L'ensemble des éléments 1, 2, 3 peut être recouvert électrolytiqueinent de cuivre et est alors scellé, par l'extré- mité du tube métallique 1, qui est de préférence arrondie, à l'une des extrémités 6 d'un tube de verre 7 de la manière connue. La collerette 3 peut être unie à une plaque de cuivre 8 au moyen d'une bague en or 9, d'une façon connue.
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La plaque 8 est représentée sous une épaisseur relativement mince, mais lorsqu'on emploie le scellement suivant la présente invention il n'y a aucune restriction limitant l'épaisseur de la plaque 8.
Si on le désire le tube métallique 1 peut être très court; par exemple sa longueur axiale peut ne pas dépasser 2mm. environ.
Fig. 2 représente l'application de l'invention au scellement de tubes en verre 7 et 7' de part et d'autre de la plaque de cuivre 10, qui dans ce cas est une plaque annulaire.Les mêmes pièces sont désignées par les mêmes chiffres de réfé- 'rance sur les deux figures et celles qui se rapportent au tube inférieur 7' sont désignées par les mêmes chiffres affectés du signe prime.
Il n'est pas indispensable que la bride 2 soit tournée vers l'intérieur, ni que la collerette 3 fasse saillie à l'extérieur, mais cette disposition est habituellement préférée.
REVENDICATIONS @
1.- Scellement métal sur verre où le verre est un tube et le métal une plaque de cuivre, caractérisé en ce qu'il comprend un tube en acier au nickel ou métal analogue, comme défini ci-dessus, dont l'un des bords est scellé au tube de verre et auquel est uni métalliquement, par exemple par brasure, une collerette en acier au nickel ou métal analogue, comme défini ci-dessus, laquelle est scellée à la surface de la plaque de cuivre.
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Metal-to-glass sealing
The present invention relates to metal-to-glass seals of the type where the glass is a tube and the metal is a copper plate. A glass tube is often sealed on both sides of a copper plate which is then usually annular. However, if the plate terminates an ampoule of which the glass tube forms a part, the plate is usually a disc without a central perforation.
Until now there have been two main methods for establishing these seals. In one of these methods, the end of the glass tube is sealed on one side of the copper plate; another glass tube of approximately the same diameter is then sealed on the other side of the plate, such that the plate passes through an otherwise continuous glass wall. The plate must then be so thin (not more than 0.4 mm. Thick) that it will flex under the forces caused by the unequal thermal expansion of glass and copper. This restrictive condition is disadvantageous when the plate carries an electrode in which dissipates a considerable amount of heat which must be removed outside the bulb by conduction into the plate.
Furthermore, this method is only applicable in cases where the glass can be sealed on both sides of the plate.
According to the other method, a tube or a copper ring, one of which is bevelled, is used as an intermediate between the glass and the plate. The beveled edge is sealed to the glass tube, while the other edge of the ring (usually, but not necessarily of greater thickness) is brazed, or otherwise secured to the plate in a sealed manner. air. The plaque can then be much thicker; but since the ring must be at least a few millimeters in length, there must be a considerable distance between the plate and the part of the glass completely beyond the seal.
This
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condition is unfavorable if it is desired to minimize the distance between the plate and any other body (eg another plate) sealed through the glass tube; this may be desirable, for example, if the two plates carry two electrodes of a thermionic valve intended to operate at very high frequencies or at high voltages.
UK Patent No. 574,731 discloses an improved seal of the type specified which is less restricted in the above mentioned respects. This seal comprises a tube of nickel steel or other similar metal, provided with a flange at one end, the non-flanged end of which is sealed to the glass, while the flanged end is metallically united. (eg by soldering) to the surface of the copper plate. By "nickel steel or other like metal" is meant a metal which (a) has approximately the same coefficient of thermal expansion as glass and (b) has considerably greater tensile strength than copper.
The end of the metal tube sealed to the glass is preferably not bevelled but is curved so as to present a gently rounded shape.
The object of the present invention is to achieve a new form of seal which is also subject to less restrictive conditions than the seals previously known in the above-mentioned reports and is particularly suitable for mass production.
According to the present invention a seal of the type specified comprises a tube of nickel steel or other similar metal, one of the edges of which is sealed to the glass tube and to which is joined metallically (for example by soldering) a flange made of stainless steel. nickel or other similar metal which is sealed to the surface of the copper plate. The terms "nickel steel or the like" have the meaning given above. The nickel steel tube is preferably provided on the one hand, forming a flange to which the collar is joined.
The sealing of the collar to the copper plate can be effected by soldering or in another similar manner, but preferably by means of a gold ring 9 in the known manner.
The invention will be described by way of example with reference to the accompanying drawing which shows in vertical section two embodiments of the invention.
In Fig. 1 a nickel steel tube 1 is provided with an inwardly facing flange 2 to which is fixed, preferably by copper brazing, a nickel steel flange 3 projecting outwardly. The collar 3 had, for example, have a thickness of 0.3 mm. and it can be folded around the end of the flange portion 2 as indicated at 4. The flange 3 can be provided with an approximately semicircular rib 5 in cross section, but this is not essential. .
All of the elements 1, 2, 3 can be electrolytically coated with copper and is then sealed, by the end of the metal tube 1, which is preferably rounded, to one of the ends 6 of a tube. glass 7 in the known manner. The collar 3 can be joined to a copper plate 8 by means of a gold ring 9, in a known manner.
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Plate 8 is shown to be relatively thin in thickness, but when the sealant according to the present invention is employed there is no restriction limiting the thickness of plate 8.
If desired, the metal tube 1 can be very short; for example, its axial length may not exceed 2mm. about.
Fig. 2 shows the application of the invention to the sealing of glass tubes 7 and 7 'on either side of the copper plate 10, which in this case is an annular plate. The same parts are designated by the same numbers reference in the two figures and those which relate to the lower tube 7 'are designated by the same figures assigned the sign prime.
It is not essential that the flange 2 be turned inwards, nor that the collar 3 protrude outwards, but this arrangement is usually preferred.
CLAIMS @
1.- Metal-to-glass sealing where the glass is a tube and the metal is a copper plate, characterized in that it comprises a tube of nickel steel or similar metal, as defined above, of which one of the edges is sealed to the glass tube and to which is metallically united, for example by brazing, a flange made of nickel steel or the like, as defined above, which is sealed to the surface of the copper plate.