DE766463C

DE766463C - Verfahren zur vakuumdichten Einschmelzung eines Glas- oder Keramikrohres in ein Metall- oder Keramikrohr

Info

Publication number: DE766463C
Application number: DES136914D
Authority: DE
Inventors: Adalbert Dr Phil Etzrodt; Paul Fritsch
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens Corp
Priority date: 1939-04-30
Filing date: 1939-04-30
Publication date: 1953-06-08

Description

Verfahren zur vakuumdichten Einschmelzung eines Glas-oder Keramikrohres in ein Metall- oder Keramikrohr Die Wandung von: Vakuumgefäßen, insbesondere elektrischen Entladungsgefäßen, besteht häufig aus verschiedenen Teilen, die miteinander vakuumdicht verbunden werden müssen. So tritt häufig die Notwendigkeit auf, insbesondere zylindrische Wän!dungsteile aus Metall mit solchen aus Glas zu verschmelzen. Hierbei ist es jedoch wesentlich, daß die Ausdehnungskoeffizienten des Metalls und des Glases möglichst wenig voneinander verschieden sind, da sonst leicht Risse, Sprünge und sonstige Urndichtigkeiten entstehen. Man hat sich auch damit zu behelfen gesucht, daß man das Metall wenigstens an der Verschmelzungsstelle mit dem. Glas sehr dünnwandig machte. In diesem Fall gibt das Metall in gewissen Grenzen dem Glase nach, so daß auch bei sehr verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten, die erwähnten Nachteile nicht merklich auftreten. Vielfach verbietet aber die Rücksicht auf die mechanische Festigkeit . oder die Empfindlichkeit dieser dünnen Wände gegen Quecksilber die Anwendung dieses an sich vorteilhaften Prinzips. Es ist auch schon bekannt, zur Verbindung zweier Wandungsteile am Ende des einen Teils einen ringförmigen Spalt anzuordnen, in welchen das Ende des zweiten Wandungsteils hineinragt. und den Spalt mit einem Glasfluß auszugießen. Dabei ist es, um das Entstehen von Sprüngen im Einschmelzglas zu eermeiden, notwendig, das Glas und das Metall einander bezüglich der Ausdehnungseigenschaften anzupassen.
Bei einem Verfahren zur vakuumdichten Einschmelzung eines Glas- oder Keramikrohres in ein Metall- oder Keramikrohr werden diese ,acliteile dadurch vermieden. daß erfindungsgemäß zunächst ein aus einem Stoff mit kleinerem Ausdehnungskoeffizienten als das äußere Rohr bestehender Ring in das Ende des äußeren Rohres eingesetzt wird. so daß ein zylinderförmiger Hohlraum zwischen Ring und Außenwand entsteht und daß danach das Ende des zweiten Rohres in den Hohlraum gebracht und dieser mit einem Schmelzfluß ausgefüllt wird. Auf diese Weise erreicht man es, daß unter allen Umständen beim Abkühlen der Verschmelzung der zur Verbindung der WandungsteiIe dienende Glaskörper unter einen verhältnismäßig hohen Druck gesetzt und die Gefahr des Auftretens schädlicher Zugspannungen im Glase beseitigt wird.
Die Anordnung erweist sich als besonders geeignet in Fällen, in welchen ein rohrförmiger Wandungsteil aus einem härteren Werkstoff mit einem solchen aus einem weicheren Werkstoff verbunden werden muß. In diesem Fall wird der ringförmige Hohlraum stets am Ende des aus dem härteren -Material bestehenden Körpers ( Wandungsteils) gebildet. Ein besonders häufiger Fall ist der, daß der härtere Wandungsteil aus Metall, der weichere aus Glas besteht. Natürlich können auch Verbindungen zwischen Wandungsteilen hergestellt werden, deren einer aus keramischem Material, der andere aus Glas besteht. Auch Wandungsteile, welche beide aus keramischem -Material bestehen, können in der beschriebenen Weise miteinander vakuumdicht verbunden werden.
Die Erfindung ist durch die Figuren veranschaulicht. In Fig. i bedeutet i einen metallischen Wandungsteil eines elektrischen Vali#.numgefäßes, welcher mit einem gläsernen Wandungsteil 2 verbunden ist. Zu diesem Zweck wird an dem Ende des zylindrischen Metallkörpers i ein ringförmiger Hohlraum durch Einsetzen des Ringes 3 gebildet. In diesem Hohlraum findet die Verschmelzung des Wandungsteils a aus Glas mit dem metallischen Wandungsteil i statt. Die Glasmasse, welche den ringförmigen Hohlraum erfüllt, geht vorteilhafterweise unter Vermeidung scharfer Ecken,. also möglichst stetig, in die Glaswand 2 über. Es hat sich gezeigt, daß die Gefahr des Auftretens von Sprüngen und Undichtigkeiten dadurch noch weiter herabgesetzt «-erden kann. Dieser ringförmige Hohlraum wird einerseits durch die -Metallwand i. andererseits durch den Einsatzring 3 begrenzt. Der Einsatzring kann beispiasweise aus einer EinschmelzIegierung, aber auch aus einem anderen -Metall. oder auch aus einem keramischen Werkstoff, bestehen. In jedem Fall muß aber der Ausdehnungskoeffizient des Materials, aus welchem der Einsatzring besteht, kleiner sein als der des Werkstoffes der Außenwand i.
Eine andere Ausführungsform ist in Fig. 2 dargestellt. Hier ist der Ring .I durch eine Anzahl von Schweißpunkten an der Metallwand 3 befestigt.
Bei der Ausführungsform nach Fig.3 bildet der Einsatzring nur eine Seitenwand des ringförmigen Hohlraumes, während der untere Abschluß desselben beim Verschmelzen beispielsweise durch einen Graphitkörper gebildet wird, der aber nur während des Einschmelzvorganges in der Röhre verbleibt und einerseits das Herausfließen des Glases aus dem Hohlraum verhindert, andererseits auch zur Abstützung des Ringes G herangezogen werden kann.
Es hat sich gezeigt, daß durch das Verfahren die vakuumdichte Verschmelzung von Wandungsteilen aus Werkstoffen von sehr verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten möglich ist, ohne daß die Gefahr besteht, daß nach der Abkühlung der '%"erschtnelzungsstelle oder auch im nachfolgenden Betriebe L'ndichtigkeiten auftreten. Als Verschmelzungsmittel wird dabei in allen Fällen Glas oder eine glasartige Masse verwendet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur vakuumdichten Einschmelzung eines Glas- oder Keramikrohres in ein Metall- oder Keramikrohr, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein aus einem Stoff mit kleinerem Ausdehnungskoeffizienten als das äußere Rohr bestehender Ring in das Ende des äußeren Rohres eingesetzt wird, so daß ein zylinderförmiger Hohlraum zwischen Ring und Außenwand entsteht, und daß danach das Ende des zweiten Rohres in den Hohlraum gebracht und dieser mit einem Schmelzfluß ausgefüllt wird.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einsatzring aus keramischem Werkstoff verwendet wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen i und 2, dadurch: gekennzeichnet, daß der Einsatzring nvit dem Ende der Gefäßwandung fest verbunden wird. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteflungs-'verfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: USA.-Patentschrift Nr. i o46 o84; britische Patentschrift Nr. 490 333; schweizerische Patentschrift Nr. 200 468; französische Patentschriften Nr. 582 357, 825 56.r.