DE1152484B - Verfahren zur Herstellung einer vakuumdichten Verbindung zwischen rohrfoermigen Isolierteilen und Metallteilen von Elektronenroehren - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer vakuumdichten Verbindung zwischen rohrfoermigen Isolierteilen und Metallteilen von Elektronenroehren

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DE1152484B
DE1152484B DER18870A DER0018870A DE1152484B DE 1152484 B DE1152484 B DE 1152484B DE R18870 A DER18870 A DE R18870A DE R0018870 A DER0018870 A DE R0018870A DE 1152484 B DE1152484 B DE 1152484B
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
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    • H01J5/20Seals between parts of vessels
    • H01J5/22Vacuum-tight joints between parts of vessel
    • H01J5/26Vacuum-tight joints between parts of vessel between insulating and conductive parts of vessel
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2893/00Discharge tubes and lamps
    • H01J2893/0033Vacuum connection techniques applicable to discharge tubes and lamps
    • H01J2893/0037Solid sealing members other than lamp bases
    • H01J2893/0041Direct connection between insulating and metal elements, in particular via glass material

Description

  • Verfahren zur Herstellung einer vakuumdichten Verbindung zwischen rohrförmigen Isolierteilen und Metallteilen von Elektronenröhren Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer vakuumdichten Verbindung zwischen rohrförmigen Isolierteilen, z. B. aus Glas oder Keramik, und Metallteilen von Elektronenröhren.
  • Es ist bereits eine Elektronenröhre bekannt, die mindestens in der Umgebung einer lösbaren Dichtungsstelle aus Metall besteht und zylindrisch ausgebildet ist und deren lösbare Dichtungsstelle aus zwei aufeinanderpassenden Drehflächen, insbesondere Kegelstumpfmantelflächen, besteht, von denen die eine mit einem bei Zimmertemperatur bildsamen Werkstoff, z. B. Silber, überzogen ist und die andere mindestens eine ringsherum laufende oder auch schraubenförmig ausgebildete Rille oder Leiste mit scharfen Rändern trägt und durch Wärmeschrumpfung zusammengepreßt ist. Es ist auch bekannt, an Stelle des überzuges aus einem bildsamen Metall eine zwischengelegte Folie zu verwenden, in diesem Falle müssen dann beide Paßflächen Rillen oder Leisten aufweisen. Die bekannte Verbindung kommt durch ein Eindrücken des bildsamen Metalls in die Rillen oder um die Leisten zustande, stärkeren mechanischen Belastungen ist diese Dichtungsstelle nicht gewachsen.
  • Es ist auch bereits ein Abdichtungsverfahren bekannt, das ohne Zwischendichtung arbeitet. Die Abdichtung erfolgt dabei durch direkte Berührung von in Art von Nut und Feder ausgebildeten Dichtleisten, wobei ballige Flächen der Feder sich gegen ebenfalls ballige Flächen der Nut abstützen. Die sich berührenden Flächen besitzen unterschiedliche Krümmungen, so daß nur eine schmale Berührungszone entsteht. Die Dichtleisten werden durch eine Verschraubung gegeneinandergepreßt.
  • Es ist ferner eine Rohrverbindung für dünne Blechrohre bekannt, deren ineinandersteckbare Enden verschiedene Konizität aufweisen. Die Abdichtung der Verbindung erfolgt durch eine elastische Ringdichtung, die in einer Sicke in dem übergreifenden, weiteren Rohrende liegt.
  • Zur Abdichtung druckverschiedener Räume, besonders bei extremen Temperaturen, ist es bekannt, den Rand des zylindrischen, kleineren Endes eines ersten Rohres durch eine Verschraubung gegen die sich konisch erweiternde Innenwand des zweiten Rohrendes zu drücken. Die Abdichtung erfolgt hier längs einer schmalen, ringförmigen Zone, mechanisch wird die Verbindung jedoch durch die Verschraubung zusammengehalten.
  • Bei einer anderen Verbindung dieser Art sind die Endflächen zweier zu verbindender Rohre mit kegelförmigen Endflächen versehen, und die Kegelfläche des einen Rohres fällt steiler ab als die des anderen Rohres. Die abdichtende Schneidkante des schwächer abfallenden Rohres liegt in einem Rücksprung.
  • Bei einer anderen bekannten Rohrverbindung ist das eine Rohr an seiner inneren Wandung mit einer Abrundung zwischen zwei zylindrischen Teilen versehen, während das andere, einzuschiebende Rohr auf seiner äußeren Fläche einen kegeligen Teil trägt, der in eine Abrundung endet und sich tangential gegen die Abrundung des übergreifenden Rohrendes legt.
  • Bei einer bekannten Dichtung mit kegelförmigen Flächen für Vakuum- und Druckapparate sind das Verschlußteil und der Sitz als Doppelkegel ausgebildet, deren korrespondierende Mantelflächen divergieren und deren Durchdringungskanten gegen einen zwischengeschalteten Dichtungsring abgedichtet sind.
  • Der Dichtungsring kann zu einem Einsatzgefäß verlängert sein, beim Vorhandensein von zwei oder mehreren Einsatzgefäßen werden diese gegeneinander durch einen Dichtungsring abgedichtet, der im Querschnitt die Form. einer Raute besitzt, deren längere Diagonale parallel zu den kegelförmigen Enden der Einsatzgefäße verläuft. Bei einer anderen bekannten . Dichtung dieser Art sind die Durchdringungskanten eines als Doppelkegel ausgebildeten Verschlußteiles und eines Sitzes beiderseits eines Dichtungsringes gegeneinander der Höhe nach versetzt.
  • Schließlich sind Schnellverbindungen für Ofenrohre mit verschiedenem Durchmesser bekannt, bei denen das Ende des.dünneren Rohres mit einem konisch, verlaufenden Zwischenstück versehen und in das weitere Rohr 'eingeschoben ist. ' Die bekannten Abdichtungen benötigen zusätzliche Mittel zur Aufrechterhaltung des für die Dichtung notwendigen Anpreßdruckes oder zur Entlastung der Dichtung gegen mechanische Beanspruchungen. In Anwendung auf die Herstellung eines Kolbens einer Elektronenröhre sind die bekannten Dichtungen teils nicht geeignet, teils zu aufwendig und umständlich und teils liegen die Anwendungsgebiete dem Bau von Elektronenröhren zu fern, um Anregungen hierfür zu geben.
  • Durch die Erfindung soll nun ein Verfahren zur Herstellung einer vakuumdichten Verbindung zwischen zwei rohrförmigen, meinandergesteckten Teilen verschiedenen Durchmessers und verschiedener Konizität oder Balligkeit, die sich nur längs einer kreisringförmigen Zone berühren, für die Herstellung des Kolbens einer Elektronenröhre angegeben werden, das schnell und einfach durchführbar ist, eine dauerhafte und zuverlässige Verbindung liefert, ohne daß dabei hohe Temperaturen, wie beim Verschmelzen, benötigt werden. Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte vakuumdichte Verbindung benötigt keinerlei mechanische Mittel zur Entlastung oder Aufrechterhaltung, auch wenn die Röhre während des Betriebes höheren Temperaturen ausgesetzt wird.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein aus Isolierstoff und ein aus Metall bestehendes Teil des Kolbens der Röhre so weit ineinandergepreßt werden, daß durch die nach Aufheben der Pressung verbleibende, radial gerichtete Spannung längs der kreisringförmigen Zone eine vakuumdichte und mechanisch ohne zusätzliche Mittel stabile Verbindung gebildet wird.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung werden Form und Material der Teile sowie die Einpreßkraft so bemessen, daß das Metallteil längs der kreisringförmigen Zone etwas über die Grenze des elastischen Bereiches gedehnt wird. Hierdurch läßt sich auf einfache Weise der Höchstwert der auftretenden Spannung begrenzen und ein definierter Wert der verbleibenden radialen Spannung erreichen.
  • Die Erfindung soll nun an Hand einiger Beispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden, dabei bedeutet Fig.1 einen Querschnitt eines Isolierteiles und eines Leiterteiles unmittelbar vor ihrer Zusammenfügung zu einer gasdichten Verbindung, Fig. 2 einen Querschnitt der Teile nach dem Zusammenpressen, Fig. 3 einen Querschnitt längs der Linie 3-3 in Fig. 2, Fig. 4 ein idealisiertes Kraft-Dehnungs-Diagramm für ein hartes Isoliermaterial und für ein Leitermaterial von hoher Zerreißfestigkeit, Fig. 5, 6 und 7 Querschnittsansichten von anderen Ausführungsformen nach der Erfindung, Fig. 8 und 9 vergrößerte Querschnittsansichten von Teilen ausgeführter Verbindungen, Fig. 10 und 11 graphische Darstellungen der Beziehungen zwischen Beanspruchung, Dehnung, Temperatur und Wanddickeverhältnis für einen speziellen Rohrleiter und einen speziellen Rohrisolator, die in gasdichter Verbindung miteinander stehen, Fig. 12, 13 und 14 Querschnittsansichten weiterer Ausführungsformen der Erfindung, Fig. 15 eine perspektivische, aufgebrochene Teilansicht einer Elektronenröhre.
  • In Fig.l sieht man ein Isolierteil 10 und ein Leiterteil 12, die sich zur Bildung einer gasdichten Verbindung gemäß den Lehren der Erfindung eignen. Sowohl das Isolierteil 10 als auch das Leiterteil 12 können als Hohlzylinder ausgebildet sein, wobei der Außendurchmesser des Isolierteiles 10 größer ist als der Innendurchmesser des Leiterteiles 12. Die Außenfläche 14 des Endes 16 des Isolierteiles 10 ist mit einer konisch verjüngten. Fläche 18 versehen, so daß der Außendurchmesser des Isolierteiles an diesein Ende 16 kleiner wird als der Innendurchmesser des Leiterteiles 12. Da, wo sich die konische Fläche 18 mit der zylindrischen Außenfläche 14 schneidet, wird ein Rand oder eine Schulter 19 gebildet.
  • Die Einflüsse verschiedener Verhältnisse zwischen dem Außendurchmesser des Isolierteiles 10 und dem Innendurchmesser des Leiterteiles 12 sowie der Konizität der Fläche 18 am Ende 16 des Isolierteiles 10 sollen weiter unten ausführlich erörtert werden. Die relative Wanddicke der beiden Teile 10 und 12 kann, wie ebenfalls weiter unten erörtert werden wird, verschieden gewählt werden; bei der hier gezeigten Ausführungsform ist die Wandung des Isolierteiles 10 dicker als die des Leiterteiles 12.
  • Die beiden Teile 10 und 12 werden mit ihren beiden Enden koaxial gegeneinander gesetzt, und das konische Ende 16 des Isolierteiles 10 wird in das Leiterteil 12 eingeführt. Sodann werden auf die Teile 10 und 12 hinreichend starke Axialkräfte ausgeübt, so daß die beiden Teile gasdicht zusammengepreßt werden, wie es aus Fig. 2 ersichtlich wird. Dabei kommt zuerst das Ende 20 des Leiterteiles 12 mit der konischen Außenfläche 18 am Ende 16 des Isolierteiles 10 in Berührung und wird, wenn die Teile 10 und 12 gegeneinandergedrückt werden, nach außen ausgeweitet. Die Axialpressung der beiden Teile gegeneinander wird so lange fortgesetzt, bis die Schulter 19 in das Teil 12 hineingetrieben ist, wie es aus Fig. 2 hervorgeht. Beim Gegeneinanderdrücken der Teile 10 und 12 preßt sich das Leiterteil 12 an das Isolierteil 10 an und übt auf dieses einen Druck aus.
  • Wie man aus Fig. 3 sieht, haben die auf die Teile 10 und 12 ausgeübten Axialkräfte, vorausgesetzt, daß die beiden Teile richtig zueinander orientiert sind, zur Folge, daß im Leiterteil 12 eine Dehnungsspannung 22 (d. h. eine tatsächliche Deformation in der gezeigten Richtung) und im Isolierteil 10 eine Kompressionsspannung 24 (d. h. eine tatsächliche Deformation in der gezeigten Richtung) wirksam werden, während zwischen den beiden Teilen 10 und 12 im Berührungsbereich der Innenfläche 28 des Leiterteiles 12 mit der Schulter 19 des Isolierteiles 10 ein wechselseitiger Druck 26 (d. h. eine in den ge- zeigten Richtungen wirkende Kraft) herrscht. Die Schulter 19 am Isolierteil 10 dient dazu, die Druckkraft 26 auf eine verhältnismäßig schmale, ringförmige Zone zu konzentrieren.
  • Die Druckkraft hat zur Folge, daß die beiden Teile 10 und 12 im Bereich der Schulter 19 so fest aneinandergepreßt werden, daß sich eine gasdichte Verbindung ergibt. Es wird - vorerst ohne sicheren Beweis - angenommen, daß im Dichtungsbereich zwischen den beiden Teilen 10 und 12 ein im wesentlichen molekularer Kontakt stattfindet, der das Hindurchtreten von Gasmolekülen durch den Kontaktbereich verhindert. Experimente haben gezeigt, d.aß zwischen den Materialien, aus welchen die Teile 10 und 12 bestehen, keine Legierungsbildung auftritt, so daß man annehmen darf, daß die erfindungsgemäß ausgebildete Dichtung eine rein mechanische Dichtung ist, zum Unterschied von chemischen Dichtungen, wie sie bei der Legierung zweier Materialien gebildet werden.
  • Selbst nach Aufhören der Axialkräfte dauert die Druckkraft 26 an, und zwar wegen der Elastizität der Teile 10 und 12, d. h. wegen des Bestrebens dieser Teile, in den spannungslosen Zustand zurückkehren.. Mithin wirken die Teile 10 und 12 ähnlich wie Fe^ dem als spannungsspeichernde Elemente, indem sie durch eine ihnen erteilte Kraft deformiert werden, und diese Deformation ihrerseits nach Aufhören der angelegten Kraft infolge der Elastizität der Teile 10 und 12 eine Kraft ausübt. Die auf Grund der erwähnten Spannungsspeicherung von den Teilen 10 und 12 aufeinander ausgeübte Druckkraft 26 sorgt dafür, daß an der Schulter 19 eine innige Berührung bestehen bleibt und so nach Entfernung der angelegten Axialkräfte eine stabile gasdichte Verbindung gebildet wird.
  • Fig. 4 zeigt etwas vereinfacht ein Kraft-Dehnungs-Diagramm für einen metallischen Werkstoff (ausgezogene Kurve) und für ein Isolierteil, beispielsweise aus Glas oder Keramik (gestrichelte Kurve). Auf der Ordinate ist die Kraft, auf der Abszisse die Dehnung aufgetragen. Die beiden Kurven sind nicht maßstäblich, sie dienen nur zur Erläuterung der charakteristischen Eigenschaften der beiden Werkstofftypen.
  • Der Punkt A der für den metallischen Werkstoff gültigen, ausgezogenen Kurve entspricht der Proportionalitätsgrenze, der Punkt B der elastischen Grenze, unterhalb derer keine dauernde Deformation auftritt. Die Punkte C, D und E entsprechen der Fließgrenze, Festigkeitsgrenze bzw. Zerreißgrenze des Werkstoffes.
  • Bei der gestrichelt gezeichneten Kraft-Dehnungs-Kurve des Isoliermaterials fallen die Punkte A bis E praktisch zusammen. Dies bedeutet, daß das Isoliermaterial gewöhnlich keine dauernde Deformie^ rung erfährt, sondern um einen der einwirkenden Kraft proportionalen Betrag gedehnt wird, solange die Kraft die Zerreißgrenze nicht überschreitet.
  • Es ist leicht einzusehen, daß die in den Teilen 10, 12 gespeicherte elastische Energie durch die mechanischen Eigenschaften der Werkstoffe, aus denen diese Teile gefertigt sind, begrenzt ist. Die Dehnung im Isolierteil 10 kann die elastische Grenze B des Isoliermaterials nicht nennenswert übersteigen, da die elastische Grenze B und der Zerreißpunkt E des Materials praktisch zusammenfallen. Überschreitet dagegen die spezifische Dehnungsspannung im Leiterteil die elastische Grenze B des Leiterwerkstoffes, so ergibt sich eine nennenswerte dauernde Deformation des Leiterteiles, ohne daß die im Leiter- i teil gespeicherte elastische Energie wesentlich erhöht wird, da eine Speicherung von elastischer Energie lediglich bei der elastischen Deformation auftreten kann. Die in den Teilen 10, 12 speicherbare elastische Spannung ist also durch die elastische Grenze B der Werkstoffe der Teile begrenzt.
  • Die in den Teilen 10, 12 gespeicherte elastische Energie verursacht die Druckkraft 26, die nach Aufhören der beim Zusammenbau zur Einwirkung gebrachten Axialkräfte zwischen den Teilen 10, 12 bestehenbleibt: Die Druckkraft hängt jedoch von der gesamten. gespeicherten elastischen Energie in den Teilen ab und nicht von der gespeicherten spezifischen.. elastischen Energie. Die Druckkraft 26, die zwischen den Teilen 10, 12 erzeugt werden kann, hängt also von den Abmessungen dieser Teile ebenso ab wie von den Materialeigenschaften. So kann z. B. zwischen einem gegebenen Isohertei110 und einem dünnwandigen Leiterteil 12 mit hoher Elastizitätsgrenze B die gleiche Druckkraft 26 herrschen wie zwischen dem gleichen Isolierteil 10 und einem dickwandigen Leiterteil 12 von wesentlich niedrigerer elastischer Grenze B...
  • Die Fig. 2, 5 und -7 zeigen die bei dem vorliegenden Verfahren möglichen Extreme und den Einfluß der Dicke der für die Bildung der Dichtung verwendeten Teile. Ein derartiges Extrem ist in Fig. 5 gezeigt, wo ein dickwandiges konisches Isolierteil 36 in einen ursprünglich nicht ausgeweiteten dünnwandigen Metallzylinder 34 eingeschoben ist, wobei dann das Ende 38 des Metallzylinders 34 in der gezeigten Weise ausgeweitet wird. Nimmt man den Extremfall an, so wird das Isolierteil nicht nennenswert deformiert, während im wesentlichen die gesamte Deformation oder Dehnungsspeicherung im Metallteil auftritt. Das andere Extrem ist in Fig. 7 gezeigt, wo ein konisches Isolierteil 44 in einen dickwandigen. Metallzylinder 40 mit einem von vornherein ausgeweiteten Ende 42 (oder mit einer abgeschrägten Innenfläche an diesem Ende 42) eingepreßt ist. Nimmt man wiederum den Extremfall an, so wird das Leiterteil 40 nicht wesentlich deformiert, während nahezu die gesamte Deformation oder Dehnungsspeicherung im System im Isolierteil 44 auftritt.
  • Fig. 2 stellt den mittleren Fall dar, d. h. den Fall, bei welchem sowohl das Leiterteil als auch das Isolierteil um einen vom Dickeverhältnis der Teile abhängigen Betrag deformiert oder gedehnt wird. Vorzugsweise wählt man die Materialien für die Teile und das Dickeverhältnis zwischen den Teilen so, daß das Leiterteil bis wenig über seine elastische Grenze gedehnt wird, so daß die Toleranzen in der Größe der Teile nicht kritisch sind, da die Druckkraft 26 auf jeden Fall durch die elastische Grenze des Leiterteiles 12 in der oben beschriebenen Weise begrenzt wird.
  • Der Einfluß der verhältnismäßigen Dicke der Teile auf den Betrag an möglicher Dehnungsspeicherung in den erfindungsgemäßen Dichtungen wird am besten bei der Betrachtung der Fig. 10 ersichtlich, wo in einem Diagramm eine Kurvenschar für eine spezielle Verbindung zwischen einem Isolierteil aus einem bestimmten Material und einem Leiterteil aus einem bestimmten Material in Form von Zylindern mit einem Berührungsbereich von einem bestimmten Radius aufgetragen ist.
  • Durch algebraische Umwandlung der im Kapitel 12 des Buches »Formulas for Stress and Strain« von Raymond J. Roark, McGraw Hill Book Company, New York, 1943, angegebenen Formeln läßt sich zeigen, daß die Kraft g pro Zentimeter an der Peripherie eines belasteten Zylinders annähernd der folgenden Gleichung gehorcht: In dieser Gleichung bedeutet P eine vom Ort der Belastung des Zylinders abhängige Konstante, V das Poissonsche Verhältnis für das Material, aus welchem der Zylinder gefertigt ist, E der Elastizitätsmodul für dieses Material, d R die tatsächliche Änderung des Zylinderradius, t die Wanddicke des Zylinders und R der mittlere Radius des Zylinders.
  • Da die auf die beiden Zylinder einwirkende Kraft in diesem Falle die gleiche, d. h. gleich der zwischen den beiden Teilen wirkenden Druckkraft 26 ist, läßt sich die folgende Beziehung aufstellen: Darin bedeutet der Index c, daß sich die betreffenden Größen auf das Isolierteil beziehen, und der Index m, daß sich die betreffenden Größen auf das Leiterteil beziehen. Da jedoch die Eigenschaften der für die beiden Teile verwendeten Materialien ebenso wie der Radius der Berührungszone und der Ort der Belastung jeweils konstant bleiben, treten als einzige Variable in der obigen Gleichung die Radiusänderungen (d R) der beiden Teile und die Dickeänderungen (t) der beiden Teile in Erscheinung. Diese Variablen sind in dem Diagramm nach Fig. 10 aufgetragen. Und zwar ist hier die Einheitsänderung im Radius des Isolierteiles auf der Ordinate und die relative Dicke der Teile auf der Abszisse aufgetragen, wobei angenommen ist, daß die Dicke des Isolierteiles gleich Eins ist. Jede der ausgezogenen Linien im Diagramm stellt eine konstante Einheitsänderung im Radius des Leiterteiles # dar. Man sieht, daß für eine gegebene konstante Einheitsänderung im Radius des Leiterteiles die Einheitsänderung im Radius des Isolierteiles mit ansteigendem Verhältnis zwischen der Dicke des Metallteiles und der Dicke des Isolierteiles ansteigt. Die gestrichelten Linien geben die konstante Gesamteinheitsänderung im Radius, an. Man sieht, daß man eine gegebene Gesamteinheitsänderung im Radius bei jedem gegebenen Dickeverhältnis der Teile mit jedoch unterschiedlicher Verteilung der Änderungsgrößen zwischen den beiden Teilen erhalten kann.
  • Wie oben erklärt, dienen die durch die Verjüngungen an den Enden der Isolierteile 10, 36 und 44 gebildeten Schultern hauptsächlich dazu, die Spannungen zu konzentrieren. Die Berührung zwischen den Teilen tritt in einem Bereich von minimaler Flächenausdehnung auf, und nahezu die gesamte bei der Bildung der Verbindung auftretende Spannung wird auf diesen minimalen Flächenbereich konzentriert. Diese Spannungskonzentration ermöglicht den intimen Kontakt zwischen den Teilen 10 und 12, 34 und 36 bzw. 42 und 44, und zwar unter Anwendung nicht übermäßig großer Axialkräfte. Da der Betrag an Axialkraft, der für die Bildung des gewünschten Kontaktes erforderlich ist, mit der Größe der Berührungsfläche zwischen den Teilen ansteigt, wäre als Idealfall eine linienförmige Berührung anzustreben; eine solche Berührung ist in den Ausführungsformen nach Fig. 2, 5 und 7 approximiert.
  • Während an sich eine geradlinige Verjüngung, die eine verhältnismäßig scharfe Kante oder Schulter 19 bildet, wie in Fig. 2, 5 und 7 gezeigt, vorzuziehen ist, kann die Spannungskonzentration bei der erfmdungsgemäßen Verbindung auch mit Hilfe einer gekrümmten Verjüngung, wie in Fig. 6 gezeigt, erreicht werden. Hier hat das Ende 20 des Leiterteiles 12 vorzugsweise von vornherein eine gekrümmte oder gebogene Ausweitung von gegebenem Radius. Das Ende 16 des Isolierteiles 10 ist mit einer gekrümmten Verjüngung 32 versehen, deren Radius kleines als der Radius der Ausweitung des Endes 20 des Leiterteiles 12 ist. Auf diese Weise kann die gekrümmte Verjüngung 32 des Isolierteiles 10 mit dem ausgeweiteten Ende 20 des Leiterteiles 12 in tangentiale Berührung gebracht werden, wobei die resultierendeDruckspannungzurBildungderVerbindungführt.
  • Ein zusätzlicher Vorteil der Verjüngung am Ende des Isolierteiles., gleichgültig ob diese Verjüngung gerade oder gekrümmt ist, besteht darin, daß sie den Angriffsbereich der Kraft auf das Isolierteil von dessen Ende entfernt hält. Indem so die Angriffszone der Kraft vom Ende des Isolierteiles beabstandet ist, werden die durch die Spannung im Isolierteil hervorgerufenen Biegemomente wesentlich verkleinert und dadurch die Möglichkeit eines Bruches des Isolierteiles infolge der durch diese Biegemomente bedingten Spannkräfte verringert. Die Biegemomente, welche durch eine dem Ende des Isolierteiles erteilte Druckkraft hervorgerufen werden, erzeugen ihrerseits Spannkräfte, deren Größe sich entsprechend einer gedämpften Sinusfunktion in Axialrichtung längs des Isolierteiles ändert. Reicht jedoch ein Teil des Isolierteiles über denjenigen Punkt, an welchen die Druckkraft angesetzt wird, hinaus, so wird durch diesen hinausreichenden Teil ein neues Biegemoment eingeführt, welches das durch die Druckkraft induzierte Biegemoment teilweise aufhebt.
  • Der Verjüngungswinkel an dem Enden des Isolierteiles kann je nach den verwendeten Materialien und den Verwendungszwecken, denen die Verbindung dienen soll, verschieden sein. Bei erfolgreich erprobten Ausführungsformen betrug der Verjüngungswinkel am Isolierteil ungefähr 7° gegenüber dem Körper des Isolierteiles. Jedoch ist dieser Winkel nicht notwendig kritisch bei allen Ausführungsformen; er kann an Hand des Durchmesserverhältnisses der beiden Teile, der Materialien, aus welchen die Teile gefertigt sind, und der zu erwartenden Biegemomente bestimmt werden, wobei stets zu beachten ist, daß die wichtigste Aufgabe der Verjüngung darin besteht, die kleinflächige Berührung zwischen den beiden Teilen herzustellen.
  • Die für die Leiterteile verwendeten Materialien müssen nicht immer die bestmöglichen elektrischen Leiter sein. Man kann jedoch für die Verbindungen eine höhere Hochfrequenzleitfähigkeit als bei irgendwelchen anderen Verbindungsarten dadurch gewinnen, daß man einfach auf dem metallischen Teil in an sich bekannter Weise eine Schicht oder einen Belag 46 aus hochleitfähigem Material, beispielsweise Kupfer, Gold oder Silber, anbringt, wie es in Fig. 5 bis 9 gezeigt ist.
  • Nachdem die Verbindungen rein mechanisch ausgebildet sind, werden die elektrischen Eigenschaften einer solchen hochleitfähigen Schicht 46 durch die Vorgänge bei der Bildung der Verbindung nicht beeinflußt, da eine Legierung der Schicht oder des Belages n.6 nicht stattfinde=. Bei sämtlichen anderen Verbindungsarten, welche man allgemein als chemische Verbindungen bezeichnen kann, findet stets eine gewisse Legierung des hochleitfähigen Belages 45 statt, wodurch die elektrische Leitfähigkeit des Belages 46 stark verringert wird.
  • Die Vorteile des hochleitfähigen Belages 46 sind sehr groß in solchen Fällen, wo der durch die Verbindung hindurchzuleitende Strom hochfrequent ist, da ein solcher Hochfrequenzstrom stets das Bestreben hat, in der Oberflächenschicht des Leiters zu fließen. Da nun im vorliegenden Falle die Oberflächenschicht des Leiterteiles durch einen hochleitfähigen Belag 46 gebildet wird, verringert sich der elektrische Widerstand des Leiterteiles gegenüber Hochfrequenzstromflüssen sehr stark und kommt dem des Belages 46, der, wie erwähnt, aus Silber oder Kupfer bestehen kann, nahe.
  • Die Verwendung des leitenden Belages 46 bei der Verbindung hat den weiteren Vorteil, daß hochleitfähige Materialien wie Silber, Kupfer oder Gold gut deformierbar oder schmiedbar sind. So läßt sich der Belag 46 unter dem Einfluß der zwischen den miteinander zu verbindenden Teilen bestehenden Druckkraft 26 deformieren. Dank dieser Deformierbarkeit kann man die innige Berührung zwischen den beiden Teilen mit geringeren Axialkräften, als sie sonst erforderlich wären erreichen.
  • Fig.8 und 9 zeigen vergrößerte Schnittansichten des Verbindungs- oder Dichtungsbereiches gemäß weiteren Ausführungsformen der Erfindung. In Fig. 9 ist der deformierbare Belag 46 auf dem metallischen Teil 12 durch das Isolierteil 10 zum Teil abgeschabt worden, und die so zum Fließen gebrachte Masse des Belages hat sich in Form eines Dichtungsringes 48 zwischen das Isolierteil 10 und das Metallteil 12 gelegt. Dieser Abschab- oder Abstreifvorgang trägt zur Bildung der erforderlichen innigen Berührung an der Schulter 50 bei, indem er das deformierbare Material 46 zum Fließen bringt, etwaige Poren oder Rauhigkeiten in der Abdichtfläche des Isolierteiles an der Schulter 50 zudeckt oder verkittet und so einen fortlaufenden Kontakt zwischen den beiden Teilen längs deren Peripherie gewährleistet. Das Vorhandensein des Dichtungsringes 48 deutet gewöhnlich auf eine gut abdichtende Verbindung, indem es eine gleichmäßige Berührung und eine beträchtliche Spannung zwischen den beiden Teilen 10 und 12 anzeigt. Erfolgreich abdichtende Verbindungen zwischen einem keramischen Isoliertei110 und einem stählernen Leiterteil 12 sind auch bereits ohne deformierbaren Belag 46 auf dem Stahlteil durch Hochpolieren der Dichtungsflächen gewonnen worden; das Vorhandensein des deformierbaren Belages ermöglicht jedoch die Bildung der abdichienden Verbindung mit viel geringerem Kräfteansatz und ohne daß ein Hochpolieren der Dichtungsflächen erforderlich ist.
  • Die in Fig. 8 gezeigte Verbindung kann als Vergrößerung der in Fig. 7 gezeigten Verbindung nufgefaßt werden; d. h., das Leiterteil 40 ist schwer oder dick und mit einer von vornherein vorhandenen Ausweitung 42 versehen. Somit tritt der Hauptanteil der bei der Herstellung der Verbindung entstehenden Dehnung im Isohertei144 auf, während der zuvor beschriebene Abschabvorgang nur im äußerst geringen Maße stattfindet. Auch hier wird die Innenfläche des Leiterteiles 40 deformiert, und zwar in verstärktem Maße, wenn der deformierbare Belag 46 auf dem Leiterteil vorhanden ist. Die Verjüngungen am Isolierteil 44 und am Leiterteil 40 wirken gemeinsam dahingehend, daß die Spannung auf einen im wesentlichen linienförmigen Berührungsbereich konzentriert wird.
  • Bei probeweise hergestellten Verbindungen wurden für das Isolierteil keramische Materialien mit einem hohen Prozensatz an Aluminiumoxyd verwendet, und zwar wegen der hohen Druckfestigkeit und der vorzüglichen elektrischen Eigenschaften dieser Materialien. Beispielsweise eignen sich keramische Materialien mit einem Gehalt von mehr als 50,26'°/o Aluminiumoxyd, bis zu 30% eines Manganoxyds, 2,5'% bis 2,8% Siliziumdioxyd und bis zu 4 % mindestens eines Erdalkalioxydes, und zwar Beryllium-, Magnesium-, Zink-, Kalzium-, Strontium-, Cadmium- oder Bariumoxyd.
  • Auch andere Isoliermaterialien können verwendet werden. vorausgesetzt, daß bei der Bemessung der Teile die mechanischen Eigenschaften der betreffenden Materialien gebührend berücksichtigt werden. Für das Leiterteil wurden bei erfolgreich erprobten Verbindungen verschiedene Metalle verwendet, unter anderem kaltgewalzter Stahl (SAE 1010), Eisen-Kobalt-Nickel-Legierungen, 883 Werkzeugstahl, 42-Metall und Kupfer. Bei einigen erfolgreich erprobten Verbindungen war das Leiterteil mit einem Belag aus Kupfer oder Silber überzogen, während bei anderen Versuchen ein aus einer Kupferfolie bestehender Dichtungszylinder zwischen das Isolierteil und das Leiterteil eingeschoben wurde.
  • Als Beispiel seien im folgenden diejenigen Abmessungswerte angegeben, die bei einer mit Erfolg erprobten Verbindung verwendet wurden. Das Isolierteil dieser Verbindung bestand aus einem Zylinder aus dem oben angegebenen keramischen Material mit einem Außendurchmesser von 6,201 cm und einer Wanddicke von annähernd 0,635 cm, und das Leiterteil umfaßte einen zusammengesetzten Zylinder mit einem Innendurchmesser von 6,167 cm, bestehend aus einem Zylinder aus kaltgewalztem Stahl mit einer Wanddicke von 0,178 cm und einem Dichtungszylinder aus Kupfer mit einer Wanddicke von 0,066 cm, der als Auskleidung innerhalb des Stahlzylinders gelagert har. Der keramische Zylinder war mit einer am einen Ende herausgeschliffenen Verjüngung von 7° versehen, die den zuvor zugeschliffenen Außendurchmesser des Zylinders in ungefähr 0,635 cm Entfernung vom Ende schnitt. Der keramische Zylinder wurde in den zusammengesetzten Metallzylinder bis zu einer Tiefe von 1,60 cm eingepreßt, wofür eine Axialkraft von ungefähr 5400 kp erforderlich war; die resultierende Gesamtdeformation der Teile betrug 0,135 cm. Im allgemeinen genügt zur Herstellung einer gut dichten Verbindung eine axiale Kraft von etwa 140 Kp pro Zentimeter Länge der Berührungslinie.
  • Versuche haben gezeigt, daß, sobald einmal die innige Berührung zwischen dem Leiterteil und dem Isolierteil hergestellt ist, nur eine sehr kleine Druckkraft benötigt wird, um diese Berührung aufrechtzuerhalten. Das heißt, während eine beträchtliche Druckkraft erforderlich ist, um die Dichtungsfläche des Leiterteiles mit der Dichtungsfläche des Isolierteiles in innige Berührung zu bringen, ist diejenige Druckkraft benötigt wird, um diese Berührung aufrechtzuerwenn diese einmal hergestellt ist, sehr viel kleiner.
  • Eine abdichtende Verbindung zwischen einem Leiterteil und einem Isolierteil läßt sich innerhalb eines großen Temperaturbereiches nur sehr schwer aufrechterhalten, und zwar auf Grund der Tatsache, daß Leiterteile unter dem Einfluß von Wärme gewöhnlich eine größere Ausdehnung zeigen als Isohermaterialien. Das heißt, wenn die Verbindung bei einer gegebenen Temperatur hergestellt und dann merklich erhöhten Temperaturen ausgesetzt wird, so dehnt sich das Leiterteil stärker aus als das Isolierteil, und der so entstehende Expansionsunterschied kann, wenn er genügend groß ist, die abdichtende Verbindung zwischen den beiden Teilen zerstören.
  • Um zu erreichen, daß die Verbindungen über einen gegebenen Bereich unterschiedlicher Temperaturen dicht bleiben, muß man die miteinander zu verbindenden Teile so ausbilden und bemessen, daß die in ihnen gespeicherte Dehnungsspannung durch die bei der Erhitzung ungleiche Expansion der Teile lediglich teilweise gelockert wird. Das heißt, man muß die Teile so bemessen, daß, wenn die abdichtende Verbindung zwischen ihnen hergestellt ist, die in den Teilen hervorgerufene Dehnung genügend groß ist, um eine Druckkraft 26 zu erzeugen, die größer ist als die für die Beibehaltung der innigen Berührung zwischen den Teilen erforderliche minimale Druckkraft.
  • Der Gesamtbetrag der für die Aufrechterhaltung der Druckkraft zwischen den Teilen erforderlichen Dehnung läßt sich durch folgende Gleichung ausdrücken: Darin bedeuten die Einheitsänderung im Radius eines zylindrischen Isolierteiles bzw. eines zylindrischen Metallteiles, A T die Temperaturänderung, welcher die Teile ausgesetzt werden sollen, und Km und K, die Wärmeexpansionskoeffizienten des im Zusammenhang mit Fig. 10 erwähnten Leitermaterials bzw. Isoliermaterials. In der obigen Gleichung ist angenommen, daß der Wärmeexpansionskoeffizient des Leiterteiles größer ist als der des Isolierteiles.
  • In Fig. 11 ist unter Zugrundelegung der Gleichung (3) in Verbindung mit der Gleichung (2) graphisch die Beziehung zwischen der Dicke der Teile und dem Temperaturbereich, innerhalb dessen die abdichtende Verbindung zwischen diesen Teilen verwendet werden soll, veranschaulicht. Die ausgezogenen Kurven in Fig.11 stellen die Orte konstanter Dehnung im Leiterteil dar, während die gestrichelten Kurven die Orte konstanter Dehnung im Isolierteil darstellen. Man sieht aus Fig. 11, daß für einen gegebenen Temperaturbereich d T eine große Vielzahl von Dickeverhältnissen verwendet werden kann, bei entsprechender Verteilung der Gesamtdehnung zwischen den Teilen. Man sieht ferner, daß für eine gegebene Dehnung im Leiterteil der Temperaturbereich, innerhalb dessen die Verbindung standhält, dadurch erweitert werden kann, daß man das Verhältnis der Dicke des Leiterteiles zur Dicke des Isolierteiles vergrößert.
  • Im vorstehenden wurde die Ausbildung der Verbindungen in vereinfachter Form beschrieben, um die wichtigsten Merkmale der Erfindung herauszustellen. Weitere in Frage kommende Gesichtspunkte, wie z. B. die Dauerfestigkeit, die Kriecheigenschaften und die Warmfestigkeit der verwendeten Materialien, werden sich dem Fachmann von selbst ergeben.
  • Die Beschreibung beschränkte sich bisher auf solche Ausführungsformen der Erfindung, bei denen das Isolierteil vom Leiterteil umschlossen wird. Wie man aus Fig. 12 sieht, ist es jedoch auch möglich, die gasdichte Verbindung so auszubilden, daß das Isolierteil 51 das Leiterteil 52 umgibt. Der isolierende Hohlzylinder 51 hat an der Innenfläche seines Endes eine konisch verjüngte Fläche 53, während ein metallischer Hohlzylinder 52 mit einem Außendurchmesser, der etwas größer als der Innendurchmesser des isolierenden Zylinders 51 ist, durch Anlegen von Axialkräften an die beiden Teile 51 und 52 in den Isolierzylinder 51 hineingedrückt wird. Das Dickeverhältnis zwischen den Teilen 51 und 52 muß so gewählt werden, daß das Isolierteil 51 diejenigen Dehnspannungen, die bei Herrschen der für die Bildung einer gasdichten Verbindung erforderlichen Druckkraft zwischen den Teilen hervorgerufen wird, aufzunehmen vermag.
  • Will man die Anordnung nach Fig. 12 so ausbilden, daß sie über einen bestimmten Temperaturbereich standhält, so muß man einige Gesichtspunkte beachten, die im umgekehrten Verhältnis zu den im vorstehenden erwähnten Gesichtspunkten stehen. Da das Leiterteil 52 innerhalb des Isolierteiles 51 angeordnet ist und da der Wärmeexpansionskoeffizient des Leiterteiles 52 gewöhnlich größer als der des Isolierteiles 51 ist, steigt die zwischen den Teilen 51 und 52 herrschende Druckkraft mit wachsenden Temperaturen an:. Es ist daher notwendig, die Teile 51 und 52 so zu bemessen, daß bei der in Frage kommenden Mindesttemperatur noch genügend Druckkraft zwischen ihnen herrscht und daß sie andererseits in der Lage sind, die bei höheren Temperaturen sich ergebende erhöhte Druckkraft aufzunehmen.
  • Es sei hier darauf hingewiesen, daß man bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 oder bei der Ausführungsform nach Fig. 12 die Materialien für die Teile 10 und 12 bzw. für die Teile 51 und 52 so wählen kann, daß der Wärmeexpansionskoeffizient des Leiterteiles 12 oder 52 kleiner ist als der des Isolierteiles 10 oder 51. Die in Frage kommenden Temperaturprobleme dürften im vorstehenden hinreichend erläutert ein, um den Fachmann auf diejenigen grundsätzlichen Gedankengänge hinzuweisen, denen in dem einen oder anderen Falle bei beiden Ausführungsformen zu folgen ist.
  • Fig. 13 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der sowohl die Merkmale gemäß Fig. 1 und 2 als auch die Merkmale gemäß Fig. 12 vorhanden sind. Ein Isolierring oder -zyhnder 54 ist zwischen zwei leitende Zylinder 55 und 56 eingekeilt. Der erste leitende Zylinder 55 hat einen größeren Durchmesser als der zweite leitende Zylinder 56, und die beiden Zylinder 55 und 56 sind konzentrisch ineinandergefügt, und zwar so, daß ihre einen Enden gleich miteinander abschneiden. Die Wanddicke des Isolierringes 54 ist etwas größer als die Differenz der Durchmesser der beiden leitenden Zylinder 55 und 56. Ferner sind sowohl die Außenfläche als auch die Innenfläche des Isolierringes 54 konisch verjüngt. Der Isolierring 54 und die beiden leitenden Zylinder 55 und 56 werden axial gegeneinandergedrückt, so daß der Isolierring 54 zwischen die leitenden Zylinder 55 und 56, wie in Fig. 13 gezeigt, hineingekeilt wird; daraus ergibt sich eine gasdichte Verbindung zwischen dem Isolierring 54 einerseits und jedem der beiden leitenden Zylinder 55 und 56 andererseits.
  • Der Isolierring 54 und die beiden leitenden Zylinder 55 und 56 können so ausgebildet und bemessen sein, daß der erste leitende Zylinder 55 den Isolierring 54 zu jeder Zeit und bei sämtlichen Temperaturen unter Druck hält, so daß auf diese Weise die Verbindung nach Fig.l3 innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches standzuhalten vermag. Eine bequeme Möglichkeit, um dies zu erreichen, besteht darin, daß man die Wanddicke des ersten leitenden Zylinders 55 größer als die Wanddicke des zweiten leitenden Zylinders 56 macht. Auch andere Möglichkeiten lassen sich gleich gut verwerten; z. B. kann man die relativen Durchmesser der einzelnen Teile geeignet bemessen. Auf diese Weise tritt bei der Mindesttemperatur, der die Verbindung im Betrieb auszusetzen ist, zwischen dem ersten leitenden Zylinder 55 und dem Isolierring 54 eine wesentlich größere Druckkraft auf als zwischen dem zweiten leitenden Zylinder 56 und dem Isolierring 54, so daß der Isolierring 54 unter Druck gesetzt wird. Wird dann die Verbindung erhöhten Temperaturen ausgesetzt, und nimmt man an, daß die leitenden Zylinder 55 und 56 einen höheren Wärmeexpansionskoeffizienten als der Isolierring 54 haben, so führt die Expansion der leitenden Zylinder 55 und 56 lediglich zu einem Nachlassen des Anfangsdruckes im Isolierring 54. Man kann daher die Verbindung so ausbilden, daß der Isolierring 54 stets spannungsfrei bleibt; dies ist deshalb günstig, weil harte Isoliermaterialien bekanntlich nur eine geringe Festigkeit gegen Spannungsbeanspruchungen besitzen.
  • In Fig.14 ist eine der Fig.13 ähnliche Ausführungsform gezeigt, bei der ein zusätzliches Leiterteil 57 durch eine erfindungsgemäß ausgebildete gasdichte Verbindung hindurchgeführt ist. In diesem Falle sind zwei Isolierringe oder -zylinder 58, 58' vorgesehen, von denen. der Innendurchmesser des einen etwas größer als der Außendurchmesser des anderen ist und die konzentrisch mit gleichflächigen einen Stirnenden ineinandergeschoben sind. Zwischen diese beiden Isolierringe 58, 58' ist ein dünner leitender Zylinder 57, dessen Wanddicke ungefährt gleich dem Abstand zwischen den beiden Ringen ist, eingeschoben.
  • Der Außendurchmesser des größeren Isolierringes 58 und der Innendurchmesser des kleineren Isolierringes 58' sind konisch verjüngt. Die Innenfläche des größeren Isolierringes 58 und die Außenfläche des kleineren Isolierringes 58' besitzen je eine vorstehende Schulter 59, 59', die ebenso wie die konisch verjüngten Flächen zur Druckkonzentration dienen. Die Isolierringe 58, 58', und der zwischen ihnen gelagerte dünnwandige leitende Zylinder sind wie bei der Ausführungsform nach Fig. 13 zwischen einem äußeren leitenden Zylinder 55 und einem inneren leitenden Zylinder 56 eingekeilt. Da die Isolierringe 58, 58', durch den äußeren leitenden Zylinder 55 unter Druck gehalten werden, werden die an den lolierringen befindlichen Schultern 59, 59', in innige Berührung mit den Innen- und Außenflächen des dünnwandigen leitenden Zylinders 57 gezwungen und in dieser Berührung festgehalten.
  • Die relativen Wanddicken der leitenden Zylinder 55, 56 und 57 können so gewählt werden, daß die Isolierringe 58, 58', über einen gegebenen Temperaturbereich unter Druck gehalten werden; und zwar macht man zu diesem Zweck den Außenzylinder 55 wesentlich dicker als den Innenzylinder 56 und den mittleren oder dünnwandigen Zylinder 57 so dünn gegenüber den beiden anderen Zylindern 55 und 56, daß er im wesentlichen schlaff und nachgiebig ist und durch die Zylinder 55 und 56 unter Gewalt gehalten wird. Auf diese Weise kann man zu der Ausführungsform nach Fig. 13 ein drittes Leiterteil unter minimalen zusätzlichen konstruktionellen Vorkehrungen hinzufügen.
  • Fig 15 zeigt eine nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte Elektronenröhre mit einem wassergekühlten, zylindrischen Anodensystem 62 und einem metallischen, zylindrischen Kathodensystem 64. Der Kolben der Röhre wird durch entsprechende Teile des Anoden- und Kathodensystems 62, 64 durch eine Kathodenzuleitung 66, einen zwischen dem Anodensystem 62 und dem Kathodensystem 64 angeordneten keramischen Isolierzylinder 68, eine Gitterzuleitungsanordnung 70, einen zwischen der Kathodenzuleitung 66 und der Gitterzuleitung 70 angeordneten ersten keramischen Isolierring 72 und einen zwischen der Gitterzuleitung 70 und dem Kathodensystem 64 angeordneten keramischen Isolierring 74 gebildet.
  • Der Isolierzylinder 68 liegt zwischen einem Anodenzuleitungsflansch 82 und einem Abdichtungsflansch 98, der einen Teil der Kathodenzuleitungsanordnung 66 bildet. Der Außendurchmesser des Isolierzylinders 68 und die Innendurchmesser der Flansche 82, 98 sind so bemessen, daß sie durch das Verfahren gemäß der Erfindung gasdicht verbunden werden können. Die Außenfläche des Isolierzylinders 68 weist an den Enden je eine konische Verjüngung auf. Diese Verjüngungen werden in die Flansche 82, 98 eingepreßt, um die gasdichte Verbindung herzustellen.
  • Der erste Isolierring 72 ist zwischen einen Abdichtzylinder 100 am Kathodenzuleitungssystem 66 und einen zweiten Abdichtzylinder 102 am Gitterzuleitungssystem 70 eingekeilt. Der zweite Isolierring 74 ist zwischen einem dritten am Gitterzuleitungssystem 70 befestigten Abdichtzylinder 104 und an einem vierten am Kathodensystem 64 befestigten Abdichtzylinder 106 eingekeilt. , Die Verbindung zwischen dem Isolierzylinder 68 und den Flanschen 82, 98 entsprechen also im wesentlichen den in Fig. 1 und 2 gezeigten Anordnungen. Die Abdichtungen, die die Isolierringe 72, 74 enthalten, entsprechen Fig. 13.
  • Bei der Montage der Röhre werden zunächst das Gitterzuleitungssystem 70 und das Kathodenzuleitungssystem 66 mit den zugehörigen Isolierringen 72, 74 in die richtige gegenseitige Lage gebracht, und die Isolierringe 72, 74 sowie die Systeme 64, 66, 70 werden dann zur Bildung der beschriebenen Verbindungen in axialer Richtung ineinandergedrückt. Dann wird das vorher getrennt montierte Anodensystem 62 und das mit dem Gittersystem 70 und dem Zuleitungssystem 66 verbundene Kathodensystem 64 durch einen axial gerichteten Druck mit dem Isolierzylinder 68 verbunden. Herstellung und Montage der Röhre sind also besonders einfach und ergeben einen sauberen Röhrenaufbau.

Claims (10)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung einer vakuumdichten Verbindung zwischen zwei rohrförmigen, ineinandergesteckten Teilen verschiedenen Durchmessers und verschiedener Konizität oder Balligkeit, die sich nur längs einer kreisringförmigen Zone berühren, angewendet auf die Herstellung eines Kolbens einer Elektronenröhre, dadurch gekennzeichne4 daß ein aus Isolierstoff und ein aus Metall bestehendes Teil des Kolbens der Röhre so weit ineinandergepreßt werden, daß durch die nach Aufheben der Pressung verbleibende, radial gerichtete Spannung längs der kreisförmigen Zone eine vakuumdichte und mechanisch ohne zusätzliche Mittel stabile Verbindung gebildet wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende eines harten Keramikteiles in ein dünnes und nachgiebiges, rohrförmiges Metallteil eingepreßt wird. j.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Form und Material der Teile sowie die Einpreßkraft so bemessen werden, daß das Metallteil längs der kreisringförmigen Zone etwas über die Grenze des elastischen Bereiches gedehnt wird. -'',.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die schmale, ringförmige Berührungszone in einem gewissen Abstand vom Ende des Isolierteiles liegt.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein annähernd zylindrisches Isolierteil verwendet wird, dessen Ende unter einem Winkel von etwa 7° konisch zuläuft, und daß die schmale, ringförmige Berührungszone am Übergang von der Zylinderfläche zur Kegelfläche gebildet wird.
  6. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierteil aus einem Material hergestellt wird, das mindestens 50'% Aluminiumoxyd enthält.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von rohrförmigen, koaxialen Metallteilen mit verschiedenen Durchmessern und eine Anzahl von ringförmigen Isolierteilen, deren Innen- und Außenflächen entgegengesetzt konisch verlaufen, verwendet werden (Fig. 14). B.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Isolierteil in Berührung kommende Fläche des Metallteiles vor dem Ineinanderpressen der beiden Tvile in an sich bekannter Weise mit einem gut leitenden Überzug versehen wird.
  9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Metallteil und das Isolierteil vor dem Ineinanderpressen in an sich bekannter Weise eine dünne Folie aus einem gut leitenden Metall eingelegt wird.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Isolierteil in Berührung kommende Fläche des Metallteiles vorher poliert wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 399191, 482 388, 539 524, 597 904, 846 043, 880 411; deutsche Patentanmeldung T 2663 VIII c / 21 g (bekanntgemacht am B. 5. 1952); schweizerische Patentschrift Nr. 294437; französische Patentschriften Nr. 550 298, 896 049, 920 868; britische Patentschrift Nr. 638 226; USA.-Patentschrift Nr. 2 457 908; »Maschine und Werkzeug«, Jg. 52, 1951, Nr. 14, S. 7 und B.
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