DE1026002B

DE1026002B - Process for the production of permanent sealing connections on butt-fitting components of airtight pistons

Info

Publication number: DE1026002B
Application number: DEC5439A
Authority: DE
Inventors: Pierre Dussaussoy; Maxime Grivot
Original assignee: CSF Compagnie Generale de Telegraphie sans Fil SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1951-02-22
Filing date: 1952-02-21
Publication date: 1958-03-13

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung betrifft eine Abänderung des Verfahrens nach Patent 965 705 zur Herstellung von beständigen Dichtungsverbindungen an stumpf aneinanderliegenden Bauteilen von luftdichten Kolben, bei· dem diese Bauteile so bearbeitet werden, daß sie sich aneinandersehmiegen, worauf wenigstens die eine dieser Oberflächen mit einer dünnen, an dem Träger innig haftenden und sie dicht berührenden Schicht eines wenig oxydierbaren Metalls überzogen wird, welches die Eigenschaft der molekularen Diffusion in den Stoff des gegenüberliegenden Teiles bei einer Temperatur aufweist, die unter der Verformungstemperatur dieser Teile liegt, worauf diese Schicht und die Oberfläche des gegenüberliegenden Teiles hochgradig, zweckmäßig bis auf optischen Grad, poliert wird, um eine luftdichte Verbindung zwischen den aneinandergelegten Teilen zu erzielen, und bei dem schließlich nach Herstellung sowie bei Aufrechterhaltung eines hohen Vakuums in dem so gebildeten Gehäuse die unter Druck stehende Dichtungsverbindung auf eine Temperatur, bei welcher die molekulare Diffusion der Metallschicht eintritt, gebracht wird, um sie in eine beständige, vakuumdichte Schweißverbindung umzuwandeln.The invention relates to a modification of the method according to patent 965,705 for the production of resistant Sealing connections on butt-fitting components of airtight pistons, with which these components are processed so that they lie against each other, whereupon at least one these surfaces with a thin layer that adheres closely to the carrier and touches them tightly a little oxidizable metal is coated, which has the property of molecular diffusion in has the fabric of the opposite part at a temperature below the deformation temperature of these parts, whereupon this layer and the surface of the opposite part to a high degree, expediently except for optical degree, is polished in order to achieve an airtight connection between the parts placed next to one another, and at finally after production and when maintaining a high vacuum in the so formed Housing the pressurized sealing compound to a temperature at which the molecular Diffusion of the metal layer occurs, bringing it into a permanent, vacuum-tight welded joint to convert.

In gewissen Fällen kann das Vorhandensein einer zusammenhängenden Metallschicht infolge der Verluste an Hochfrequenzenergie, die durch sie herabgesetzt werden kann, störend sein. Daraus ergibt sich eine Verminderung des Wirkungsgrades und eine Erhitzung dieser Schicht, welche für die Haltbarkeit der Dichtung gefährlich werden kann.In certain cases the presence of a coherent metal layer can result from the losses of high frequency energy, which can be degraded by it, be disruptive. This results in a reduction in the efficiency and a heating of this layer, which for the durability of the Seal can be dangerous.

Außerdem ist es manchmal bei Verwendung von metallischen Teilen angebracht, sie durch eine Dichtungsschicht aus Isolierstoff zu trennen, um die Teile zu isolieren und gegebenenfalls zwischen ihnen eine gewisse Kapazität einzuführen.In addition, when using metallic parts, it is sometimes attached to them through a sealing layer to separate from insulating material in order to isolate the parts and, if necessary, one between them to introduce some capacity.

Um dem Rechnung zu tragen, wird nach der Erfindung an Stelle der Zwischenschicht aus einem wenig oxydierbaren Metall, welches die Eigenschaft der molekularen Diffusion in den Stoff des gegenüberliegenden Teiles bei· einer bestimmten Temperatur aufweist, eine Zwischenschicht aus einem glasartigen Stoff, wie Glas oder Email, mit denselben Eigenschaften verwendetIn order to take this into account, according to the invention, instead of the intermediate layer, there is a little oxidizable metal, which has the property of molecular diffusion in the substance of the opposite Has part at a certain temperature, an intermediate layer made of a vitreous Substances such as glass or enamel are used with the same properties

Das Verfahren ermöglicht eine leichtere, und sogar genauere Bearbeitung der Ränder, wobei außerdem die sich aus den Induktionsverlusten ergebenden Nachteile vermieden werden und die obenerwähnten Kapazitäten hergestellt werden können.The method enables easier, and even more precise, machining of the edges, and in addition the disadvantages resulting from the induction losses are avoided and the capacities mentioned above can be produced.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt, und zwar zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawing, namely shows

Fig. 1 einen stark vergrößerten Schnitt der zu verbindenden Ränder zweier Teile vor ihrer Vereinigung, 1 shows a greatly enlarged section of the edges to be connected of two parts before they are united,

Verfahren zur HerstellungMethod of manufacture

von beständigen Dichtungsverbindungen an stumpf aneinanderliegenden Bauteilenof permanent sealing connections on butt-jointed components

von luftdichten Kolbenof airtight flasks

Zusatz zum Patent 965705Addition to patent 965705

Anmelder:Applicant:

Compagnie Generale de Telegraphie
s ans FiI₁. ParisCompagnie Generale de Telegraphie
s to FiI ₁ . Paris

Vertreter: Dipl.-Ing. E. Prinz, Patentanwalt,
München-Pasing, Bodenseestr. 3 aRepresentative: Dipl.-Ing. E. Prinz, patent attorney,
Munich-Pasing, Bodenseestr. 3 a

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 22. Februar 1951Claimed priority:
France 22 February 1951

Pierre Dussaussoy und Maxime Grivot, Paris,
sind als Erfinder genannt wordenPierre Dussaussoy and Maxime Grivot, Paris,
have been named as inventors

Fig. 2 die Dichtungsverbindung, welche mit den in Berührung gebrachten Teilen der Fig. 1 hergestellt ist,Fig. 2 shows the sealing connection which is made with the brought into contact parts of Fig. 1,

Fig. 3 einen stark vergrößerten Schnitt einer weiteren Dichtungsverbindung.3 shows a greatly enlarged section of a further sealing connection.

Nach Fig. 1 ist der Rand 2 des Teiles B aus einem sogenannten »L«-Glas mit geringer, derjenigen des Keramikteiles A entsprechender Ausdehnung an der Oberfläche bearbeitet und bis auf optischen Grad poliert. Der Rand 2 erhält ein konkaves Profil. Der Rand 1 des Teiles A aus einer Keramik auf der Basis von Tonerde Al₂ O₃ und Kieselerde SiO₂ wurde auf der Oberfläche so bearbeitet, daß es ein ergänzendes Profil zu demjenigen des Randes 2 erhält.According to FIG. 1, the edge 2 of part B is machined from a so-called "L" glass with a small extension on the surface corresponding to that of ceramic part A and polished to an optical degree. The edge 2 is given a concave profile. The edge 1 of part A made of a ceramic based on alumina Al ₂ O ₃ and silica SiO ₂ was processed on the surface in such a way that it has a profile complementing that of the edge 2.

Danach wird der Rand 1 emailliert. Zu diesem Zweck wird pulverförmiges »L«-Glas mit einem organischen. Bindemittel zu einer Paste gemischt und auf diesen Rand aufgetragen. Das Teil A wird dann in den Ofen gebracht, wo das Bindemittel ausgeschieden und der Überzug in eine gleichförmige Schicht 21 umgewandelt wird. Diese Schicht wird dann an der Oberfläche so bearbeitet, daß eine Oberfläche 31 mit einem zu der Fläche 2 ergänzenden Profil entsteht, und diese Oberfläche wird schließlich bis auf optischen GradlThen the edge 1 is enamelled. For this purpose, powdered "L" glass is mixed with an organic. Binder mixed into a paste and applied to this edge. Part A is then placed in the oven where the binder precipitates and the coating is converted into a uniform layer 21. This layer is then processed on the surface in such a way that a surface 31 is created with a profile that complements the surface 2, and this surface is finally made up to optical degrees

709 909/320709 909/320

poliert, wobei die Stärke dieser Schicht zuletzt in der Größenordnung von 0,2 mm ist.polished, the thickness of this layer being last in the Of the order of 0.2 mm.

Danach werden die Teile so zusammengebaut, daß das betreffende Gefäß hergestellt wird. Die polierten Flächen 2 und 31 kommen in Berührung (Fig. 2) und ergeben eine Verbindung, die so dicht ist, daß das Gehäuse bis auf hohes Vakuum ausgepumpt werden kann. Während des Pumpvorganges wird das Gehäuse in den Entgasungsofen gebracht, dessen Temperatur zwischen 400 und 500° C liegt. Diese Temperatur liegt unter der Deformationstemperatur der Teile und folglich auch unter derjenigen der Schicht 21, sie ist jedoch ausreichend, um eine molekulare Diffusion der sich berührenden polierten Flächen 2 und 31 herbeizuführen und so eine dichte Verbindung zwischen diesen Flächen herzustellen. Nach dem Entgasen wird der Pumpenstutzen verschlossen, und der Kolben ist zur Verwendung fertig.The parts are then assembled in such a way that the vessel in question is produced. The polished ones Surfaces 2 and 31 come into contact (Fig. 2) and result in a connection that is so tight that the Housing can be pumped down to a high vacuum. During the pumping process, the housing placed in the degassing furnace, the temperature of which is between 400 and 500 ° C. This temperature is below the deformation temperature of the parts and consequently also below that of the layer 21 it is however, sufficient to induce molecular diffusion of the polished surfaces 2 and 31 in contact and in this way to create a tight connection between these surfaces. After degassing is the pump port is closed and the piston is ready for use.

Das Glas und der keramische Stoff besitzen denselben Ausdehnungskoeffizienten in der Größenordnung von 5,1 · 10—⁷.The glass and the ceramic material have the same coefficient of expansion of the order of 5.1 x 10- ^7th

Die Verbindung nach Fig. 3 besteht aus zwei Teilen^ij und B₁ aus einem keramischen Stoff auf Basis von Kieselerde (SiO₂) und Magnesia (MgO). Die Ränder 11 und 12 dieser Teile wurden konisch geschliffen und dann durch übliche Emaillierung mit Schichten 33 und 34 eines Kristallglasemails (Glas auf Bleibasis) überzogen. Nach einer weiteren Oberflächenbearbeitung und optischer Politur dieser Teile wird die Verbindung in der oben beschriebenen Weise fertiggestellt.The connection according to FIG. 3 consists of two parts ^ ij and B ₁ made of a ceramic material based on silica (SiO ₂ ) and magnesia (MgO). The edges 11 and 12 of these parts were ground conically and then coated with layers 33 and 34 of a crystal glass enamel (lead-based glass) by conventional enamelling. After a further surface treatment and optical polishing of these parts, the connection is completed in the manner described above.

Bei der fertigen Röhre ist im allgemeinen festzustellen, daß die Teile, die in Fig. 2 und 3 mit α bzw. b bezeichnet sind, nach diem Verschließen ein vollkommen poliertes Aussehen behalten haben.In the case of the finished tube, it can generally be observed that the parts which are designated by α and b in FIGS. 2 and 3, respectively, have retained a perfectly polished appearance after the closure.

Die erwähnten Stoffe können zur Ausbildung der Überzüge auch durch andere entsprechende glasartige Stoffe ersetzt werden, sofern sie den geforderten Eigenschaften hinsichtlich der Haftung und Diffusion genügen. In der Mehrzahl der Fälle wird zweckmäßig ihr Ausdehnungskoeffizient auf denjenigen der Teile abgestimmt, wobei man varteilhafterweise ihren Ausdehnungskoeffizienten gleichmacht.The substances mentioned can also be used for the formation of the coatings by other corresponding glass-like ones Substances are replaced, provided they have the required properties in terms of adhesion and diffusion suffice. In the majority of cases, their coefficient of expansion is appropriate to that of the parts matched, whereby one advantageously their coefficient of expansion equalize.

Die Bestandteile der Zwischenschichten sollen bei der Temperatur der Backbehandlung eine ausgeprägte molekulare Diffusion aufweisen, und ihre Deformationstemperatur soll in jedem Falle über der Temperatur des Ofens liegen, in welchem das Gefäß während der ganzen Entgasungsbehandlung verbleibt.The components of the intermediate layers should have a pronounced effect at the temperature of the baking treatment have molecular diffusion, and their deformation temperature should in any case be above the temperature of the furnace in which the vessel remains during the entire degassing treatment.

Wenn· der Stoff sich für die Ausbildung von sehr dünnen Schichten nicht eignet, muß man die kleinste Stärke der Schicht bei der Bemessung der Teile berücksichtigen.If · the material is not suitable for the formation of very thin layers, the smallest must be used Take the thickness of the layer into account when dimensioning the parts.

Manchmal vermeidet man es, den Ofen auf der Temperatur der molekularen Diffusion der Schichten zu lassen. Man verfährt dann in der Weise, daß der Backofen auf eine Temperatur, die unter der Diffuaionstemperatur liegt, gebracht und eine zusätzliche Beheizung vorgesehen wird, wie z. B. ein ringförmiges Widerstandsöfchen, welches den Bereich der Dichtungsverbindung überdeckt. Man regelt dann die Wärmezufuhr dieser Einrichtung so, daß wenigstens ein wesentlicher Teil der Dichtungsverbindung die Bedingung der molekularen Diffusion erfüllt; andererseits wird diese Wärmezufuhr so geregelt, daß jede 6g Deformation der Dichtungsverbindung vermieden wird, welche eine Veränderung der gegenseitigen Lage der Teile nach sich ziehen könnte.Sometimes one avoids leaving the furnace at the temperature of the molecular diffusion of the layers allow. The procedure is then that the oven is brought to a temperature below the diffuaion temperature is brought and additional heating is provided, such as. B. an annular Resistance furnace, which covers the area of the sealing connection. You then regulate them Heat supply of this device so that at least a substantial part of the sealing connection the Molecular diffusion condition met; on the other hand, this heat supply is regulated so that every 6g Deformation of the sealing connection is avoided, which would change the mutual position of the Parts could result.

Man kann auf diese Weise Metallteile verschließen, sofern das gewählte Email für den Überzug der Ränder den obenerwähnten Bedingungen entspricht. Man erhält so zwischen den beiden Teilen eine Isolierung, und man kann sie sogar als Belegung eines Kondensators verwenden, was bei gewissen Röhren nützlich ist.You can close metal parts in this way, provided that the chosen enamel is used to cover the edges corresponds to the above-mentioned conditions. An insulation is thus obtained between the two parts, and you can even use them to assign a capacitor, which is useful for certain tubes is.

Die emaillierten Ränder der Teile können jedes Profil erhalten, beispielsweise ein ebenes, kegelstumpfförmiges, sphärisches usw. Profil. Die Stärke der Emailschicht kann beliebig sein, man wird sie jedoch in gewissen Fällen sehr dünn wählen, insbesondere in der Größenordnung von 0,1 mm.The enamelled edges of the parts can have any profile, for example a flat, frustoconical, spherical etc. profile. The thickness of the enamel layer can be anything, but you will choose very thin in certain cases, in particular on the order of 0.1 mm.

Man kann mit Hilfe der Erfindung stumpfe oder konzentrische Dichtungsverbindungen herstellen.One can produce butt or concentric sealing connections with the aid of the invention.

Claims

Patent claims:

1. Modification of the procedure for the production of permanent sealing connections on butt adjacent components of airtight piston, in which these components are processed in this way that they bend against each other, whereupon at least one of these surfaces with a thin, tightly adhering to the carrier and tightly touching layer of a little oxidizable Metals ül> is educated, which has the property of molecular diffusion in the substance of the opposite part at a temperature which is below the deformation temperature of these parts, on which this layer and the surface of the opposite part is highly, Expediently, down to optical degrees, is polished to create an airtight connection between the to achieve adjacent parts, and finally after production and maintenance a high vacuum in the housing formed in this way, the pressurized sealing connection to a temperature at which the Molecular diffusion of the metal layer occurs, bringing it into a persistent, vacuum-tight manner To convert welded connection, according to patent 965 705, characterized in that an Place the intermediate layer made of a little oxidizable metal, which has the property of molecular diffusion in the fabric of the opposite part at a certain temperature has an intermediate layer made of a vitreous material, such as glass or enamel, with the same Properties is used.

2. The method according to claim 1, characterized in that the two components of the vessel be provided with a coating of the same vitreous substance.

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that the heating of the sealing compound is carried out in a degassing furnace which brings the whole vessel to the degassing temperature.

4. The method according to claim 1 or 2, characterized in that only the contact area of the parts by means of a near this Area arranged heating device is locally heated, in particular by means of the seal surrounding ring-shaped furnace.

5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the vessel after the union its parts pumped out to a high vacuum, then the usual degassing treatment in the Subject to furnace and during this treatment the sealing is carried out.

6. An electron tube, the bulb of which is produced by the method according to claim 1 or the following is characterized in that it has at least two parts, which are obtained through mediation a layer of vitreous material forming an airtight seal, and that the non-fused partial areas of this layer, which extend outside the sealing area, show a polished appearance.

Documents considered: German Patent No. 749 962; Swiss patents nos. 242940, 252636, 266220.

1 sheet of drawings