DE3835972C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine keramische Leitungsvorrichtung mit einem metallenen Außenrohr und einer keramischen Leitung, die Umfangsabschnitte unterschiedlichen Durchmessers aufweist, die insbesondere geeignet ist für den Einsatz in einem industriellen Sensor.

Herkömmliche Verfahren zum Verbinden einer keramischen Leitung mit einem metallenen Außenrohr haben die nachfolgenden Mängel:

• (1) Mechanische Verfahren wie z. B. Schrumpfpassung erfordern eine Bearbeitungsgenauigkeit der keramischene Leitung und des metallenen Außenrohrs mit konstanter Passung bzw. Toleranz. Desweiteren muß der Zusammenbau schnell unter Hochtemperaturbedingungen zwischen 300°C und 600°C erfolgen, so daß sich eine herabgesetzte Produktivität ergibt. Durch dynamische Veränderungen der Bearbeitungstemperatur innerhalb der akzeptablen Toleranz wird ein Abstand zwischen den beiden Teilen erzeugt, so daß die Luftdichtigkeit des Gehäuseteils für den magnetischen Kreis verschlechtert wird.
• (2) Bei den mechanischen Verfahren, bei welchen ein O-Ring verwendet wird, wenn eine Bearbeitungsgenauigkeit gefordert wird, führen Änderungen in der Arbeitstemperatur zu Verschlechterungen bzw. Beeinträchtigungen des O-Rings, wodurch die Luftdichtigkeit verschlechtert wird.
• (3) Verbindungsmethoden, bei welchen rein organischer oder anorganischer Kleber eingesetzt wird, leiden an den gleichen Mängeln, wie sie in Punkt (2) erwähnt sind. Bei diesen Verfahren hängt die Stärke und Luftdichtigkeit der Verbindungsabschnitte von der Klebestärke des verwendeten Klebers ab.
• (4) Chemische Verfahren wie z. B. Metallisieren erfordern aufwendige Vorbereitungsarbeiten, die vor dem aufwendigen Verbindungsprozeß ausgeführt werden müssen. Die Verbindungsstärke hängt hierbei von dem Bindungsvermögen des Materials ab, das auf der keramischen Oberfläche 4 metallisiert ist; es ist im allgemein schwach.

Elektromagnetische Durchflußmesser mit einer keramischen Leitung sind z. B. in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 61-124 823 beschrieben. Dort werden lediglich die Konfigurationen der keramischen Leitung und des Außenrohrs und nicht die Belastung berücksichtigt, die auf die Verbindungsabschnitte zwischen der Leitung und dem metallenen Außenrohr ausgeübt wird. Diese Belastung bzw. Beanspruchung wird durch konzentrierte Kräfte, die auf das Außenrohr einwirken, oder durch niederzyklische Ermüdung verursacht, die durch Temperatur- oder Druckänderungen verursacht wird. Es besteht ein weiterer Nachteil darin, daß ein Gehäuse für den magnetischen Kreis eine geringe Luftdichtigkeit bei hohen Temperaturen oder unter hohen Druck hat.

In der US-PS 46 99 310 ist ein Verfahren zum Verbinden einer Keramik mit einem Metall beschrieben. Bei diesem Verfahren wird ein Teil verwendet, das aus einer Al-Legierung oder purem Aluminium als Kern und einer Al-Si-Legierung besteht, die beide Oberflächen des Kerns umgibt. Dabei wird das Teil zwischen Keramik und Metall eingefügt und verschweißt. Wenn jedoch ein metallenes Außenrohr auf einen Umfangsabschnitt einer keramischen Leitung aufgesetzt und mit ihr verbunden wird, ist es schwierig, die thermische Belastung zu verhindern, die durch die Differenz in den Ausdehnungskoeffizienten zwischen Keramik und Metall verursacht wird, und zu verhindern, daß externe auf das metallene Außenrohr einwirkende Kräfte auch auf die verbundenen Abschnitte einwirken. Zudem ist es schwierig, eine angemessene Druckkraft auf die Verbindungsfläche zwischen dem Außenrohr und der Leitung aufzubringen, wenn die Leitung mit dem Außenrohr mittels der eingefügten Teile verbunden wird.

Dementsprechend besteht die der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe darin, eine keramische Leitungsvorrichtung mit einem metallenen Außenrohr der oben umrissenen Art zu schaffen, bei welcher der Verbindungsabschnitt eine hohe Festigkeit und Luftdichtigkeit hat und hochzuverlässig gegenüber externen Lasten, die auf das metallene Außenrohr einwirken, gegenüber thermischen Belastungen, die durch Änderungen der Arbeitstemperatur verursacht werden, und gegenüber Verformungen ist, welche durch Druck innerhalb der Leitungsvorrichtung verursacht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer keramischen Leitungsvorrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst.

Zweckmäßige Weiterbildungen und Einsatzmöglichkeiten der keramischen Leitungsvorrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 8.

Die erzielbaren Vorteile der erfindungsgemäßen Leitungsvorrichtung lassen sich folgendermaßen zusammenfassen.

Wenn das metallene Außenrohr an der keramischen Leitung mittels der Verbindungsringe und der Einfügteile angebracht wird, werden die Verbindungsringe gegen die keramische Leitung durch die Einfügteile nicht in der radialen, sondern in der axialen Richtung der keramischen Leitung gepreßt. Somit kann die Preßkraft ständig auf die verbundenen Verbindungsflächen zwischen dem Verbindungsring und dem Einfügteil und zwischen der keramischen Leitung und dem Einfügteil einwirken. Wenn die keramische Leitung mit dem metallenen Außenrohr direkt durch die Einfügteile ohne Verbindungsringe verbunden wird oder wenn die Verbindungsringe mit dem Außenumfang der keramischen Leitung mittels der Einfügteile verbunden werden, ist es sehr schwierig, eine ausreichende, gleichmäßige Preßkraft auf die Verbindungsflächen einwirken zu lassen. Eine ausreichende und gleichmäßige Preßkraft, mit welcher die Einfügteile gegen die Verbindungsflächen gepreßt werden, bewirkt eine erhöhte Stabilität bzw. Verbindungsfestigkeit der verbundenen Abschnitte und eine verbesserte Luftdichtigkeit dieser Abschnitte. Deshalb werden die Verbindungsringe eingesetzt, die mit der keramischen Leitung durch die Einfügteile verbunden werden, wobei sie gegen die keramische Leitung nicht radial, sondern in axialer Richtung der keramischen Leitung gepreßt werden.

Die mit der keramischen Leitung verbundenen Verbindungsringe werden mit dem metallenen Außenrohr durch Schweißen und Verbinden der Enden der ringförmigen Vorsprünge der Verbindungsringe mit dem Ende der ringförmigen Außenrohrvorsprünge verbunden. Diese Methode hat, verglichen mit der Verbindungsmethode, bei welcher die Verbindungsringe mit dem Außenrohr verschweißt werden, ohne daß Vorsprünge vorgesehen sind, die folgende Vorteile.

Da das Verschweißen an einem Abschnitt ausgeführt wird, der ein kleines Volumen hat, ist die Wärmemenge klein, die auf umgebende weitere Abschnitte übergeht, so daß die erforderliche Wärmemenge für das Schweißen klein ist. Das führt zu einer Verminderung der Deformation der einzelnen Bauteile und zu einer Verminderung des negativen Einflusses der Schweißwärme auf die Einfügteile.

Da die Steifigkeit bzw. Starrheit der Vorsprünge klein ist, wenn äußere Last auf das Außenrohr einwirkt, wird diese Last nicht nur durch die eingefügten Materialien, sondern auch durch die in Kontakt stehenden Abschnitte zwischen den inneren, zylindrischen Anschlußabschnitten des Außenrohrs und den äußeren, zylindrischen Anschlußabschnitten der keramischen Leitung auf die letztere übertragen. Somit ist es möglich, hochzuverlässige gebundene Abschnitte zu schaffen.

Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus ihrer nachfolgenden Erläuterung an Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1a einen Längsschnitt durch einen elektromagnetischen Durchflußmesser, bei welchem eine keramische Leitungsvorrichtung mit einem metallenen Außenrohr vorgesehen ist;

Fig. 1b eine Seitenansicht des elektromagnetischen Durchflußmessers nach Fig. 1a;

Fig. 2a eine Ausführungsform der verbundenen Abschnitte;

Fig. 2b eine weitere Ausführungsform der verbundenen Abschnitte;

Fig. 2c eine andere Ausführungsform der verbundenen Abschnitte;

Fig. 2d eine weitere Ausführungsform der verbundenen Abschnitte;

Fig. 3 schematisch einen Festphasen-Verbindungsvorgang;

Fig. 4 schematisch den Aufbau eines eingefügten Materials;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch einen weiteren elektromagnetischen Durchflußmesser, der eine keramische Leitungsvorrichtung mit dem metallenen Außenrohr aufweist.

Eine erste Ausführungsform einer keramischen Leitungsvorrichtung mit einem metallenen Außenrohr bei einem elektromagnetischen Durchflußmesser ist in Fig. 1 und 2 gezeigt.

Um eine hohe Temperatur zulassen zu können und um zulassen zu können, daß eine korrosive und verschmutzte bzw. teilchenbelastete Flüssigkeit durch die Leitung fließt, besteht eine keramische Leitung 1 aus einem keramischen Werkstoff wie z. B. Al₂O₃ und hat einen Innendurchmesser von 12 mm, eine Länge von 48 mm und einen Außendurchmesser von 41,95 mm. Flansche 13a und 13b sind durch Bolzen 14 und Muttern 15 an jeweils einem Längsende der keramischen Leitung 1 befestigt. Ringe 11a und 11b sind geerdet, um die Flüssigkeit zu erden, die innerhalb der keramischen Leitung 1 strömt und um das Rauschniveau herabzusetzen. Dichtungen 12a und 12b verhindern ein Flüssigkeitsentweichen. Ringförmige Verbindungsflächen mit einem Außendurchmesser von 41,95 mm und einem Innendurchmesser von 32 mm sind zwischen den Längsenden der keramischen Leitung 1 angeordnet. Die ringförmige Verbindungsfläche kann rechtwinklig zur Mittellängsachse der keramischen Leitung 1, wie dies in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, oder schräg verlaufen, wie dies in Fig. 2d gezeigt ist. Elektroden 2a und 2b aus Platin sind in der keramischen Leitung 1 untergebracht. Die Elektroden 2a und 2b ragen derart in die keramischen Leitung 1, daß eine Achse der Elektroden rechtwinklig zur Längsachse der keramischen Leitung 1 steht.

Metallene Verbindungsringe 3a und 3b sind jeweils mit den ringförmigen Verbindungsflächen der keramischen Leitung 1 durch dazwischen vorgesehene Einfügteile 16 verbunden. Die verbundenen Abschnitte zwischen den Verbindungsringen 3a und 3b und der keramischen Leitung 1 haben eine Ausbildung nach Fig. 2a bis 2d. Bei der Anordnung nach Fig. 2a sitzt der Innenumfang des Verbindungsrings 3a auf einen kleineren Außenumfang des zylindrischen Abschnitts der keramischen Leitung 1, der sich bis zum längsseitigen Ende der keramischen Leitung 1 erstreckt, wobei die Achsen der beiden Teile miteinander fluchten. Jedes Einfügteil 16 ist zwischen einer Endfläche des Verbindungsrings 3a, 3b und der ringförmigen Verbindungsfläche der keramischen Leitung 1 eingefügt und mit dem Verbindungsring als auch mit der keramischen Leitung 1 verbunden. Der Verbindungsring hat eine Dicke von 3 mm, einen Außendurchmesser von 41,9 mm und einen Innendurchmesser von 32 mm. Eine Rille mit einem Außendurchmesser von 40 mm, einem Innendurchmesser von 38 mm und einer Tiefe von 2 mm ist an einer Endfläche des Verbindungsrings ausgebildet, wobei die Fläche derjenigen Fläche abgewandt ist, die mit der ringförmigen Verbindungsfläche der keramischen Leitung 1 verbunden ist. Bei dieser Anordnung ist es einfach, die Achsen der beiden Teile auszurichten, da der Innendurchmesser des Verbindungsrings auf dem zylindrischen Abschnitt der keramischen Leitung 1 mit kleineren Durchmesser aufgesetzt ist. Es ist auch einfach, die Einfügteile 16 ausreichend und gleichmäßig in Axialrichtung der keramischen Leitung 1 zu pressen.

Nach Fig. 2b ist das Einfügteil 16 nicht nur zwischen den Endflächen des Verbindungsrings 3a, 3b und der ringförmigen Verbindungsfläche der keramischen Leitung 1 eingefügt, sondern auch zwischen dem zylindrischen Abschnitt der keramischen Leitung 1 mit kleinerem Außendurchmesser und dem Innenumfang des Verbindungsrings 3a oder 3b und mit diesen beiden verbunden. Der Verbindungsring 3a hat die gleiche Form wie derjenige nach Fig. 2a mit der Ausnahme, daß der Innendurchmesser des Verbindungsrings 3a um einen Betrag größer ist, welcher der doppelten Dicke des Einfügteils 16 entspricht. Bei dieser Anordnung ist es etwas schwierig, obgleich eine erhöhte Verbindungsfestigkeit aufgrund einer Vergrößerung der Verbindungsflächen zwischen dem Verbindungsring 3a oder 3b und der keramischen Leitung 1 gewährleistet ist, das Einfügteil 16 ausreichend und gleichmäßig zu pressen. Es ist eine Spannvorrichtung erforderlich, um die Achsen des Verbindungsrings mit der keramischen Leitung 1 auszurichten.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2c ist ein L-förmiger Verbindungsring 3a vorgesehen. Zusätzlich zu den Vorteilen, die bei der Anordnung nach Fig. 2a bestehen, hat diese Ausführungsform einen Vorteil, der in der Einfachheit der Herstellung des Verbindungsrings liegt.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2d erstreckt sich die ringförmige Verbindungsfläche der keramischen Leitung 1 nicht rechtwinklig, sondern schräg zur Längsachse der keramischen Leitung 1. In diesem Beispiel kann das Einfügteil 16 mit einer größeren Kraft im Vergleich mit den Beispielen nach Fig. 2a bis 2c gepreßt werden. Da es schwierig ist, den Verbindungsring 3a oder 3b, der eine schräge Fläche aufweist, die genau der ringförmigen Verbindungsfläche der keramischen Leitung 1 entspricht und ein Einfügteil 16 herzustellen, das eine genaue, stumpfkeglige Form hat, erhöhen sich die Herstellungskosten. In jeder Ausführungsform nach Fig. 2a bis 2d ist es bevorzugt, daß der Außendurchmesser des Verbindungsrings 3a um ungefähr 0,05 mm kleiner ist als der Außendurchmesser ⌀D der keramischen Leitung 1. Bevorzugt ist der Verbindungsring 3a, 3b aus dem gleichen Material wie das metallene Außenrohr 8 mit Hinsicht auf die Schweißbarkeit hergestellt. Der Abstand zwischen der ringförmigen Verbindungsfläche und der Längsendfläche der keramischen Leitung 1, die mit einem Zuführrohr koppelbar ist, ist größer als die Summe der Dicken des Verbindungsrings 3a, 3b des Einfügteils 16, so daß diese Abschnitte zwischen dem Verbindungsring 3a, 3b und der keramischen Leitung 1 nicht durch die Kopplung mit dem Zuführungsrohr beeinflußt werden.

Das metallene Außenrohr 8 hat einen inneren Abschnitt, der einen Durchmesser von 42 mm aufweist. Dieser Abschnitt des metallenen Außenrohres 8 ist auf dem äußeren, zylindrischen Abschnitt der keramischen Leitung 1 mit einem Spalt von 0,05 mm aufgesetzt. Dabei ist der Außendurchmesser der Verbindungsringe 3a oder 3b um 0,1 mm kleiner als der Durchmesser des inneren, zylindrischen Abschnitts des Außenrohrs 8, da der Außendurchmesser der Verbindungsringe 3a oder 3b um 0,05 mm kleiner ist als der der keramischen Leitung 1. Die axiale Weite des Außenrohr 8 ist im wesentlichen gleich dem Abstand zwischen den beiden mit Rillen versehenen Endflächen der Verbindungsringe 3a, 3b, die mit den ringförmigen Verbindungsflächen der keramischen Leitung 1 durch die Einfügteile 16 verbunden sind. Eine Rille mit einem Innendurchmesser von 44 mm, einem Außendurchmesser von 46 mm und einer Tiefe von 2 mm ist in jeder axialen Endfläche des metallenen Außenrohrs 8 ausgebildet. Alternativ kann ein ringförmiger Vorsprung mit einer Dicke von 1 mm und einer Länge von 2 mm anstelle der Rille ausgebildet sein. Die Außenenden der aufgesetzten Flächen zwischen dem Außenrohr 8 und den Verbindungsringen 3a und 3b sind verschweißt.

Bevorzugt können diese Teile in einer Tiefe von ungefähr 1 mm von der Endfläche aus mittels Wolfram-Inertgas-Schweißen oder durch Elektronenstrahlschweißen miteinander verschweißt werden. Da die Vorderenden der Vorsprünge, die an den Verbindungsringen 3a und 3b und dem metallenen Außenrohr 8 ausgebildet sind, verschweißt werden, geht eine verminderte Wärmemenge von den geschweißten Abschnitten t₁, t₂ auf die Verbindungsringe 3a, 3b und das Außenrohr 8 über, und das Erhitzen der miteinander zu verschweißenden Abschnitte erfordert eine minimale Wärmemenge. Hierdurch wird eine Verformung des Verbindungsrings 3a, 3b und das Außenrohrs 8 durch die thermische Belastung verhindert und ein negativer Einfluß der Hitze an den Verbindungsabschnitten der Einfügteile 16 ausgeschaltet. Desweiteren wird wegen der geringen Biegesteifigkeit der Vorsprünge eine Erhöhung der Belastung, die auf die Verbindungsabschnitte zwischen dem metallenen Außenrohr 8 und den Verbindungsringen 3a, 3b einwirkt und durch einen Versatz zwischen der keramischen Leitung 1 und dem metallenen Außenrohr 8 verursacht wird, unterbunden. Da das metallene Außenrohr 8 auf die keramische Leitung 1 mit einem Spalt von 0,05 mm dazwischen aufgesetzt ist, während das Außenrohr 8 auf Verbindungsringe 3a und 3b mit einem Spalt von 0,1 mm aufgesetzt ist, berührt der inner, zylindrische Abschnitt des metallenen Außenrohrs 8 den äußeren Umfangsabschnitt der keramischen Leitung 1, aber nicht die Verbindungsringe 3a und 3b, wenn eine externe Kraft auf das Außenrohr 8 einwirkt. Da der Versatz zwischen dem Außenrohr 8 und den Verbindungsringen 3a, 3b sich nicht erhöht, nachdem das Außenrohr 8 in Berührung mit der keramischen Leitung 1 gebracht worden ist, und weil das Außenrohr 8 und die Verbindungsringe 3a, 3b nicht in Kontakt miteinander sind, erhöht sich die Belastung, die auf die Verbindungsabschnitte zwischen der keramischen Leitung 1 und den Verbindungsringen 3a, 3b einwirkt, nach der Berührung nicht. Die Belastung, die auf die Verbindungsabschnitte einwirkt, kann auf einem niedrigen Standardwert gehalten werden, und die auf das Außenrohr 8 einwirkende Belastung wird von dem Berührungsabschnitt zwischen dem metallenen Außenrohr 8 und der keramischen Leitung 1 aufgefangen.

Da die Flüssigkeit, die zwischen dem Elektrodenpaar fließt, einem magnetischen Feld ausgesetzt wird, das in senkrechter Richtung gegenüber den Längsachsen der Elektroden und der keramischen Leitung 1 verläuft, weist das Außenrohr 8 Erregerspulen 4a und 4b, Spulenträger 5a und 5b, magnetische Pole 6a und 6b und Trägerjoche 7a und 7b auf. Ein wasserdichtes Gehäuse 9 zur Aufnahme der elektrischen Verdrahtung und der elektrischen Schaltungen und ein Deckel 10 zum Abdecken des Spulenaufnahmeabschnitts sind an dem Außenrohr 8 befestigt. Obwohl für das metallene Außenrohr 8 jedes Material mit guter Schweißbarkeit und hoher Permeabilität einsetzbar ist, ist das Außenrohr 8 aus SC 42 in diesem Ausführungsbeispiel gefertigt. Das Einfügteil 16, das in dieser Ausführungsform verwendet wird, ist eine beschichtete Platte, die aus einer reinen Al-Platte mit einer Dicke von 0,5 mm und zwei Al-Si-Legierungsplatten mit 10% Si mit einer Dicke von 0,05 mm zusammengesetzt ist, wobei die Legierungsplatten die Oberflächen der Platten aus reinem Aluminium bedecken. Die Dicke des Einfügteils ist hierbei 0,6 mm. Seine Dicke wird innerhalb des Bereiches zwischen 0,6 mm und 2 mm ausgewählt, und zwar abhängig von der Größe der keramischen Leitung 1.

Die beschichtete Platte ist als Einfügteil 16 ringförmig ausgebildet, das einen Innendurchmesser von 32,1 mm und einen Außendurchmesser von 41,5 mm aufweist. Der innere Umfangsabschnitt des Einfügteils 16 wird auf jeden der zylindrischen Leitungsabschnitte mit kleinerem Außendurchmesser aufgesetzt und dann auf der ringförmigen Verbindungsfläche der keramischen Leitung 1 angeordnet. Anschließend wird jeder Verbindungsring 3a, 3b auf den zylindrischen Abschnitt mit kleineren Außendurchmesser der keramischen Leitung 1 aufgesetzt. Jeder Verbindungsring 3a, 3b wird dann auf dem Einfügteil 16 so angeordnet, daß letzteres zwischen der Verbindungsfläche des Verbindungsringes und der ringförmigen Verbindungsfläche der keramischen Leitung 1 angeordnet ist. Danach wird die Anordnung einschließlich der Einfügteile 16, der Verbindungsringe 3a, 3b und der keramischen Leitung 1 in einem Heizofen untergebracht, der evakuiert wird oder ein inertes Gas wie z. B. Ar oder N₂ enthält, und auf ungefähr 600°C aufgeheizt. Im Heizofen wirkt eine Preßkraft zwischen 4,9 und 9,8 N/mm² auf die Abschnitte zwischen Verbindungsringen 3a, 3b und den Einfügeteilen 16 und zwischen der keramischen Leitung 1 und des Einfügteils 16 für 10 bis 30 Minuten ein, wie dies in Fig. 3 angedeutet ist. In Fig. 3 bezeichnen die Bezugsziffern 20, 21 und 22 die Keramik, das eingefügte Material und das Metall. Bei dieser Heiztemperatur schmilzt die Schicht aus reinem Aluminium des Einfügteils nicht, wogegen die Schicht aus Al mit 10% Si schmilzt und dieser Unterschied in den Schmelztemperaturen verhindert, daß das gesamte geschmolzene, eingefügte Material von den Verbindungsschritten wegfließt, so daß eine Dickenverminderung des Einfügteils begrenzt wird. Da die Dicke des Einfügteils durch die Schicht aus reinem Al beibehalten wird, wird die thermische Belastung, die durch die Differenz zwischen der Heiztemperatur und der Arbeitstemperatur und durch die Differenz der linearen Ausdehnungskoeffizienten zwischen den Verbindungsringen und der keramischen Leitung 1 entsteht, durch die plastische Verformung des Einfügteils absorbiert. Da Al einen niedrigeren Elastizitätskoeffizienten hat als Keramik und Stahl und da die Dicke des Einfügteils beibehalten wird, kann eine Belastungskonzentration, die an dem Verbindungsabschnitt durch die thermische Belastung oder durch eine externe Last erzeugt wird, die während des Gebrauchs wirkt, auch verringert werden. Das oben beschriebene Verbinden wird nicht nur bei der Verbindung von Oxidkeramiken wie z. B. Al₂O₃, sondern auch bei der Verbindung von Nicht-Oxidkeramiken wie z. B. Siliziumdioxid, Siliziumkarbid oder Sialon angewendet. Wenn der keramische Wirkstoff Aluminiumoxid ist, weisen die verbundenen Flächen eine Biegesteifigkeit von 147 N/mm² bis 1961 N/mm² und eine Luftdichtigkeit der He-Leckrate von weniger als 10^-8 Torr 1/s bei einer Umgebungstemperatur von 300°C auf.

Das Einfügteil kann aus einer anderen Schichtplatte hergestellt sein, die zwei Oberflächenschichten aufweist, welche aus reinem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gefertigt sind; der Kern besteht aus Ti, Wc-Co, Hr, Ta oder Nb, deren Schmelztemperaturen höher sind als die der Oberflächenschichten. Desweiteren kann das Einfügteil auch aus einer In-Sn-Legierung hergestellt sein.

In Fig. 5 ist eine andere Ausführungsform eines elektromagnetischen Durchflußmessers gezeigt, welcher einen ähnlichen Aufbau wie der in Fig. 1 gezeigten mit der Ausnahme aufweist, daß Vorsprünge in der Nähe der Schweißabschnitte an den Längsenden des Außenrohrs 8 anstelle von Rillen vorgesehen sind. Es wird das gleiche Verbindungsverfahren wie bei der ersten Ausführungsform angewandt.

Claims (8)

1. Keramische Leitungsvorrichtung mit einem metallenen Außenrohr (8) und einer keramischen Leitung (1), die Umfangsabschnitte unterschiedlichen Durchmessers aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Leitung (1) am Umfang ihrer beiden Endabschnitte Anschlußabschnitte und ringförmige Verbindungsflächen aufweist, die jeweils zwischen den Anschlußabschnitten und den Enden der keramischen Leitung (1) angeordnet sind, wobei die ringförmigen Verbindungsflächen rechtwinklig oder schräg zur Längsmittelachse der keramischen Leitung (1) verlaufen;
daß zwei metallene Verbindungsringe (3a, 3b) mit je einer Endfläche vorgesehen sind, die eine der ringförmigen Verbindungsfläche der keramischen Leitung (1) komplementäre Form aufweist;
daß jeder Verbindungsring (3a, 3b) eine äußere, zylindrische Anschlußfläche, eine Endfläche, die die gegenüberliegende Fläche zur Verbindungsfläche der keramischen Leitung (1) ist, und einen ringförmigen Vorsprung aufweist, dessen Außenumfang ein Teil der Anschlußfläche ist und der von der Endfläche absteht;
daß das metallene Außenrohr (8) zwei innere Anschlußabschnitte, die auf die Anschlußabschnitte der keramischen Leitung (1) aufgesetzt sind, zwei äußere Anschlußabschnitte, die auf die äußeren, zylindrischen Anschlußflächen der Verbindungsringe (3a, 3b) aufgesetzt sind, zwei Außenrohrendflächen und zwei ringförmigen Außenrohrvorsprünge aufweist, deren Innenflächen mit den Anschlußabschnitten des metallenen Außenrohres (8) fluchten, wobei die ringförmigen Außenrohrvorsprünge von der Außenfläche des metallenen Außenrohres (8) abstehen und das metallene Außenrohr (8) mit den Verbindungsringen (3a, 3b) durch Schweißabschnitte (t₁, t₂) verbunden ist, die jeweils an den Längsaußenenden der ringförmigen Außenrohrvorsprünge des metallenen Außenrohres (8) und der ringförmigen Vorsprünge der Verbindungsringe (3a, 3b) ausgebildet sind; und daß zwei Einfügteile (16) vorgesehen sind, die jeweils zwischen der ringförmigen Verbindungsfläche der keramischen Leitung (1) und der Endfläche des Verbindungsrings (3a, 3b) eingefügt sind, wobei die Einfügteile (16) mit den ringförmigen Verbindungsflächen der keramischen Leitung (1) und den Endflächen der Verbindungsringe (3a, 3b) verschweißt sind, so daß die keramische Leitung (1) und die Verbindungsringe (3a, 3b) miteinander verbunden sind.

2. Keramische Leitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einfügteil (16) aus einem Material hergestellt ist, das weicher ist als das des Verbindungsrings (3a, 3b).

3. Keramische Leitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spalt zwischen den Verbindungsringen (3a, 3b) und dem metallenen Außenrohr (8) größer ist als der Spalt zwischen der keramischen Leitung (1) und dem metallenen Außenrohr (8).

4. Keramische Leitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Verbindungsflächen der keramischen Leitung (1) von den Enden der keramischen Leitung (1) axial einwärts versetzt sind und daß der Abstand zwischen diesen ringförmigen Verbindungsflächen und den Enden der keramischen Leitung (1) größer ist als die Summe der Dicken des Einfügteils (16) und des Verbindungsrings (3a, 3b).

5. Keramische Leitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Einfügteil (16) aus einer Kernschicht, bestehend aus reinem Al, und zwei Oberflächenschichten einer Al-Si-Legierung mit 10% Si zusammengesetzt ist, und daß die Oberflächenschichten die Kernschicht abdecken.

6. Keramische Leitungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Leitung (1) zylindrische Abschnitte mit kleinerem Außendurchmesser im Bereich der Enden aufweist, an denen die keramische Leitung (1) mit dem Zuführrohr gekoppelt ist, wobei auf jeden zylindrischen Abschnitt mit kleinerem Außendurchmesser ein Verbindungsring (3a, 3b) aufgesetzt ist.

7. Keramische Leitungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die keramische Leitung (1) ein Elektropaar (2a, 2b) aufnimmt, dessen Achse rechtwinklig zur Längsmittelachse der keramischen Leitung (1) verläuft; und daß das metallene Außenrohr (8) eine Erregerspule (4a, 4b), Trägerjoche (7a, 7b), Spulenträger (5a, 5b) und Spulenkerne (6a, 6b) aufweist.

8. Verwendung einer keramischen Leitungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem elektromagnetischen Durchflußmesser.