DE767896C

DE767896C - Hitzebestaendige Elektrodeneinfuehrung fuer Vakuumentladungsapparate, z. B. Quecksilberdampfgleichrichter, mit metallenem, von der Vakuum-pumpe abgetrenntem Vakuumgefaess

Info

Publication number: DE767896C
Application number: DEL84721D
Authority: DE
Original assignee: WALTER DAELLENBACH DR
Current assignee: WALTER DAELLENBACH DR
Priority date: 1933-10-31
Filing date: 1933-10-31
Publication date: 1954-11-15

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine hitzebeständige Elektrodeneinführung für Vakuumentladungsapparate, z. B. Quecksilberdampfgleichrichter, mit metallenem Vakuumgefäß, das von der Vakuumpumpe abgetrennt und vor der Abtrennung von der Pumpe bei höheren Temperaturen entgast worden ist.

Die Herstellung von Elektrodeneinführungen bietet fabrikatorisch große Schwierigkeiten wegen des verhältnismäßig großen Gewichtes der zu tragenden Elektroden und vor allem wegen der starken Temperaturunterschiede, die eine Elektrodeneinführung auszuhalUen hat. Besonders groß sind diese Schwierigkeiten, wenn, wie bei der Erfindung, die Elektrodeneinführung für von der Pumpe getrennte Vakuumgefäße bestimmt ist. Solche Vakuumgefäße müssen bei der Entgasung Temperaturen von etwa 300 bis 400⁰¹ unterworfen werden. Die bei Elektrodeneinführungen vielfach bisher angewendeten Quecksilberdichtungen, Kittdichtungen usw. versagen hier vollständig; aber auch hitzebeständigere Dichtungen haben sich bei den hohen Temperaturen als nicht verwendbar gezeigt, da Ausdehnungsunterschiede, die bei niedrigen Temperaturen keine Rolle spielen, sich bei so hohen Temperaturen verhängnisvoll auswirken.

Es sind nun bereits zahlreiche Vorschläge für hitzebeständige Elektrodeneinführungen bekanntgeworden. Die eine Gruppe dieser

Vorschläge besteht darin, den Elektrodenkörper von einem Isolator tragen zu lassen, mit dem er durch Schliffe, Schraubverbindungen od. dgl. in Verbindung steht, und außerdem besondere, in der Regel aus dünnwandigem, elastischem Blech bestehende Körper vorzusehen, mit deren Hilfe dann die eigentliche vakuumdichte Verbindung zwischen dem Isolator und dem Metallgefäß bzw.

ίο dem stromeinführenden Leiter erfolgt. Bei dieser Gruppe verwendet man also tragende und dichtende Verbindungsstellen. Eine solche Unterteilung der Verbindungsstellen bedeutet aber eine wesentliche Ivomplizierung der ganzen Einführung.

Eine zweite Gruppe von Elektrodeneinführungen sieht daher vor. die Verbindungsstellen so auszubilden, daß sie gleichzeitig tragen und dichten können. Eine solche Ausführung weist gegenüber den Ausführungen der erstgenannten Gruppe den Vorteil auf, daß die ganze Elektrodeneinführung sehr viel einfacher wird; es ist bisher aber noch nicht gelungen, eine Elektrodeneinführung dieser Art herzustellen, welche tatsächlich in der Lage ist, die in Frage kommenden hohen Temperaturen auszuhalten.

Im einzelnen hat man die Elektrodeneinführungen der letztgenannten Art in der Weise ausgeführt, daß ein rohrförmiger Isolator das Gewicht der einzuführenden Elektrode unmittelbar trägt und mit dem stromeinführenden Leiter bzw. der Gefäß wandung mittels einer ringförmigen Haftfläche verbunden ist. Diese Haftfläche hat man entweder waagerecht oder konisch ausgeführt, wobei man im letzteren Fall die Höhe der Haftfläche in der Achsrichtung des Isolators kleiner als den Durchmesser gewählt hat.

Wie Versuche gezeigt haben, gibt die Verwendung einer waagerechten Haftfläche keine befriedigenden Ergebnisse, da bei Erwärmung starke Randspannungen auftreten, die niit Sicherheit zu einem Abplatzen der auf den Isolierkörper aufzuschmelzenden Metallteile führen, aber auch durch die Verwendung einer konischen Haftfläche wird keine einwandfreie Verbindung erzielt. Bei derartigen konischen Haftflächen können nämlich die während der Abkühlung durch Schrumpfwirkung entstehenden Druckspannungen die infolge der an der Haftfläche vorhandenen Schubspannungen sich bildenden Zugspannungen nicht aufheben.

Gemäß der Erfindung wird nun bei einer hitzebeständigen Elektrodeneinführung für Vakuumentladungsapparate, z. B. Quecksilberdampfgleichrichter, mit metallenem, von der Vakuumpumpe abgetrenntem und vor der Trennung von der Pumpe bei höheren Temperaturen entgastem Vakuumgefäß, bei der ein das Gewicht der einzuführenden Elektrode tragendes Isolierrohr mit dem stromeinführenden Leiter bzw. der Gefäßwand mittels ringförmiger Haftflächen verbunden ist, deren Höhe in der Achsrichtung kleiner als ihr Durchmesser ist, eine einwandfreie und zuverlässige Verbindung dadurch erreicht, daß als Isolator ein Steatitrohr verwendet wird, mit dessen Mantelfläche zylindrische, einerseits zum Tragen der Elektrode, anderseits zur Verbindung mit der Gefäß wandung geeignete, die Verbindung mit dem Elektrodenträger bzw. mit der Gefäßwand herstellende zusätzliche, den gleichen oder annähernd den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie das Steatit besitzende Metallteile durch einen Glas- oder Emailleschmelzfluß oder durch einen Brenn- oder Sinterprozeß vakuumdicht verschmolzen sind.

Durch die Anwendung völlig zylindrischer Haftflächen erreicht man, daß die infolge der Schubspannungen sich bildenden Zugspannungen und die durch die Schrumpfwirkung entstehenden Druckspannungen sich aufheben können, und die Verwendung eines Isolators aus Steatit ermöglicht es, die Ausdehnungskoeffizienten des Isolators, des gegebenenfalls verwendeten Schmelzflusses und der angrenzenden Metallteile einander anzugleichen. An sich ist die Verwendung von Steatit als Isolator bei Elektrodeneinführungen bereits bekannt; man hat aber nicht erkannt, daß Steatit im Gegensatz zu den üblicherweise verwendeten Isolierstoffen eine Angleichung der Ausdehnungskoeffizienten der miteinander zu verbindenden Teile gestattet, und Steatit einfach neben anderen, eine solche Angleichung nicht gestattenden Isolierstoffen mit aufgezählt.

Bei Verwendung eines Schmelzflusses erfolgt die Verbindung von Metallteilen und Steatit nach dem Fertigbrennen des Steatitkörpers, da der Schmelzfluß in aller Regel einen unterhalb des Erweichungspunktes des Steatits liegenden Schmelzpunkt haben wird, während im anderen Fall der Metallkörper in die noch ungebrannte Steatitmasse eingebettet und dann mit dieser durch den Brennvorgang vakuumdicht verbunden wird.

Wie eingehende Versuche ergeben haben, läßt sich mit Hilfe der erfindungsgemäßen Mittel eine Elektrodeneinführung herstellen, die konstruktiv sehr einfach ist und die in Frage kommenden hohen Temperaturen ohne weiteres aushalten kann. Das angestrebte Ergebnis tritt aber nur dann ein, wenn sämtliche wesentlichen angegebenen Merkmale angewendet werden, da es auf das Zusammenwirken dieser Merkmale ankommt.

An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Die Abb. ι und 2 stellen zwei verschiedene Ausführungsbeispiele einer Elektrodeneinführung gemäß der Erfindung dar.

ι ist ein Hohlzylinder aus Steatit, in dessen 5 oberes Ende ein Ring 2 aus Metall eingebettet ist. In ähnlicher Weise ist auf der Außenseite des Steatitkörpers ein Metallring 3 aufgebracht. Die Ringe 2 und 3 bestehen aus einem Metall, dessen Ausdehnungskoeffizient mit demjenigen des. Steatits möglichst nahe übereinstimmt, und sind durch den Brennvorgang mit dem Steatit vakuumdicht verbunden. In Frage kommende Metalle sind z. B. Legierungen von Nickel, Chrom, Vanadium mit Eisen oder Chrom-Nickel-Legierungen. .Der Ring 2 trägt, den stromeinführenden Leiter 4 mit der Elektrode S, welcher an dem Ring z. B. durch Schweißen vakuumdicht befestigt ist. Um das Verschweißen zu erleichtern, ist eine Schweißfuge 6 vorgesehen. An den Ring 3 schließt sich der beispielsweise durch Schweißen befestigte, eigentliche Deckel 7 des Vakuumgefäßes an. Die Stromzuführungsleitung wird in der Bohrung 8 des Leiters 4 befestigt.

Bei der Ausführung gemäß Abb. 2 erfolgt die Verbindung zwischen dem Steatitkörper 1 und dem · Metallring 3 durch eine Zwischenschicht 9 aus Glas oder Emaille. Im übrigen stimmt diese Ausführung mit derjenigen gemäß Abb. 1 überein.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

ι. Hitzebeständige Elektrodeneinführung für Vakuumentladungsapparate, z. B. Quecksilberdampfgleichrichter, mit metallenem, von der Vakuumpumpe abgetrenntem und vor der Trennung von der Pumpe bei höheren Temperaturen entgastem Vakuumgefäß, bei der ein das Gewicht der einzuführenden Elektrode tragendes Isolierrohr mit dem stromeinführenden Leiter bzw. der Gefäßwand mittels ringförmiger Haftflächen verbunden ist, deren Höhe in der Achsrichtung kleiner als ihr Durchmesser ist, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Steatitrohres, mit dessen Mantelfläche zylindrische, einerseits zum Tragen der Elektrode, anderseits zur Verbindung mit der Gefäßwandung geeignete, die Verbindung mit dem Elektrodenträger bzw. mit der Gefäßwand herstellende zusätzliche, den gleichen oder annähernd den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie das Steatit besitzende Metallteile durch einen Glas- oder Emailleschmelzfluß oder durch einen Brenn- oder Sinterprozeß vakuumdicht verschmolzen sind.
2. Elektrodeneinführung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Außen- und/oder Innenseite des Steatitrohres je ein Ringflansch aus Legierungen von Nickel, Chrom, Vanadium mit Eisen oder aus Chrom-Nickel-Legierungen, durch den Glas- oder Emailleschmelzfluß oder durch einen Brenn- oder Sinterprozeß vakuumdicht verschmolzen ist und daß der eine Ringflansch mit der Gefäßwandung und der andere mit dem stromeinführenden Leiter z. B. durch Schweißen vakuumdicht verbunden ist.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden:

Deutsche Patentschriften Nr. 293 590,

305 807, 357 153, 363 569, 367 440,

405 135, 424 187, 468 555, 469 630,

496041, 512976; ·

österreichische Patentschrift Nr. 128 605; schweizerische Patentschriften Nr. 136765,

138 710;
französische Patentschriften Nr. 559 864, 672469;

britische Patentschrift Nr. 310002;
USA.-Patentschriften Nr. 1 046081,

ι 046 084, ι 047 520, ι 076 292,

ι 281 917.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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