DE873874C - Verfahren zum vakuumdichten Verschmelzen - Google Patents

Description

• Verfahren zum vakuumdichten Verschmelzen Die Erfindung betrifft ein wenigstens teilweise aus Glas bestehendes Vakuumgefäß, insbesondere für eine elektrische Entladungsröhre, und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Die Vakuumgefäße von elektrischen Entladungsröhren sind, soweit sie aus Glas bestehen, meistens aus zwei Teilen zusammengesetzt, nämlich einem Glaskolben und einem Glasfuß, der Elektrodeneinschmelzungen enthält und das Elektrodensystem oder wenigstens Teile desselben trägt. Der Glasfuß ist entweder als Quetschfuß oder als Scheibenfuß oder als Napffuß ausgebildet und am Rand mit dein Glaskolben vakuumdicht verbunden. Diese Verbindung wird vielfach durch Verschmelzen in der Flamme hergestellt. Nachteile dieses Verfahrens sind u. a. die Gefahr einer Beschädigung der Elektroden, insbesondere der Kathode, durch die in den Kolben eindringenden Flammengase und die lange Dauer, die sich aus der Notwendigkeit einer stufenweisen Erhitzung und Abkühlung ergibt. Es ist auch insbesondere bei Scheibenfüßen bekannt, die vakuumdichte Verbindung durch Verschmelzen der beiden Teile mittels eines Glasflusses zu bewerkstelligen, der an die Berührungsstelle gebracht und erwärmt wird. Dabei kann zwar mit niedrigeren Temperaturen gearbeitet werden, aber dafür ergibt sich wenigstens ein weiterer Arbeitsgang durch das Einbringen des Glasflusses, und der Nachteil einer verhältnismäßig langen, und die Herstellung verteuernden Behandlungsdauer bleibt bestehen. Die Erfindung schafft in dieser Beziehung Abhilfe.
• Gemäß der Erfindung wird die vakuumdichte Verbindung zwischen einem zylindrischen und einem ihn abschließenden, zumindest am Rande scheibenförmigen Glaskörper dadurch hergestellt, daß in der Schmelzfuge ein Metallring angeordnet ist und durch Wirbelströme so hoch erhitzt wird, daß er die beiden Glasteile an der Berührungsstelle erweicht und von der Glasmasse völlig umschlossen wird. Dieses Verfahren hat den Vorteil; daß es sehr rasch und sauber arbeitet und ganz ohne Flammenerhitzung auskommt.
• Es ist bereits: bekannt; rohr- oder kappenförmige Glasteile dadurch miteinander zu verbinden, daß in die Trennfuge metallische Ringscheiben eingelegt und erhitzt werden, bis eine Verschmelzung mit den Glaskörpern eintritt. In diesem Falle ragen die Metallteile nach außen aus der Glashülle heraus und sind als Träger oder Anschluß von Elektroden bestimmt:: Der mechanische Zusammenhalt des so gebildeten Hohlkörpers beruht auf der Verbindung zwischen-Metall und Glas; die bekanntlich nur dann zuverlässig und vakuumdicht ist, wenn Werkstoffe, Formen und Verarbeitungnach besonderen Gesichtspünktedpassend ausgewählt worden sind. Beim Gegenstand der Erfindung hingegen fallen diese Beschränkungen fort, da die mechanische Verbindung auf der einfachen Verschmelzung von Glas-mit Glas beruht, an welcher der Metallring nur als Wärmespender beteiligt ist.
• Weitere Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung sollen an Hand des in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels angegeben werden. In der Zeichnung ist z ein Glaskolben einer elektrischen Entladungsröhre, der am offenen Ende gerade abgeschnitten ist. Die linke Hälfte der Abbildung zeigt den Glaskolben vor der Verschmelzung mit dem Scheibenfuß 2 aus Glas, in den die Elektrodendurchführungen 3 eingeschmolzen sind, die auch ein nicht dargestelltes Elektrodensystem tragen können. Diese beiden Glasteile werden in der dargestellten Weise zusammengesteckt, nachdem ein Metallring 4 in die Schmelzfuge eingelegt worden ist. Der Ring wird zweckmäßig aus einem Draht zusammengebogen; er kann auch aus Blech gestanzt sein öder aus einem niedrigen Rohrabschnitt bestehen. Um die Lage des Metallringes beim Zusammenstecken der. einzelnen Teile festzulegen, kann der Scheibenfuß an der Innenseite mit einer ringförnügen Erhöhung 5 versehen sein, die den Ring zentriert und außerdem einen Glasvorrat für die Verschmelzung darstellt.
• Um die Verschmelzung zu bewerkstelligen, wird der untere Teil des Kolbens mit dem Scheibenfuß in das Feld einer von einem hochfrequenten Strom durchflossenen Glühspule 6 ,gebracht, wodurch in dem Metallring ein Wirbelstrom- induziert wird, der ihn so stark erhitzt, däß die Glasmasse in seiner Nachbarschalt weich wird. Dadurch verschmelzen die einander berührenden Flächen des Kolbenrandes und des Scheibenfußes miteinander, und der Metallring 4 I sinkt dabei in die weiche Glasmasse ein, so daß er von ihr vollständig bedeckt wird, wie die rechte Hälfte der Abbildung es zeigt. Damit ist der Verschmelzungsvorgang, abgeschlossen. Wenn man den Metallring hinreichend dünn macht, braucht man auf dasVerhältnisder Wärmeausdehnungskoeffizienten des Glases und des Metalls keine Rücksicht zu nehmen, da der dünne Metallring der Ausdehnung oder der Schrumpfung des Glases folgen kann, ohne das in diesem schädliche Spannungen erzeugt werden. Man kann dasselbe auch mit dickeren Metallringen erreichen, wenn man diese aus einem Metall öder einer Metalllegierung herstellt, deren Wärmeausdehnüngskoeffizient dem des jeweils verwendeten Glases angepaßt, d. h: ungefähr gleich ist. Der Metallring kann z. B. aus Kupfer, Eisen, einer Eisenlegierung oder einem typischen Einschmelzmetall bzw. einer Einschmelzlegierung bestehen.
• Die Verwendbarkeit des angegebenen Verfahrens beschränkt sich nicht,. auf Scheibenfüße, sondern ist auch dann gegeben, wenn der an einem Kolben anzuschmelzende Glasteil etwa ein Tellerrohr mit ebenem Rand ist. Ferner läßt das Verfahren sich auch dann anwenden, wenn der Kolben nicht ganz aus Glas besteht, sondern beispielsweise aus einer topfförmigen Metallanode,, mit welcher ein zylindrischer Glasteil verschmolzen ist, welcher seinerseits mit einem Fuß abgeschlossen werden soll.

Claims (4)

1. PATENTANSPROCHE: z. Verfahren zum vakuumdichten Verschmelzen eines zylindrischen und eines ihn abschließenden, mindestens am äußeren Rande scheibenförmigen Glaskörpers, insbesondere des Glaskolbens mit dem Glasfuß einer elektrischen Entladungsröhre, insbesondere für Elektronenröhren, dadurch gekennzeichnet, daß in der Schmelzfuge ein vorzugsweise aus einem Draht gebogener Metallring (4) angeordnet und durch Wirbelströme so hoch erhitzt wird, daß er die beiden Glasteile (z, 2) an der Berührungsstelle erweicht und von der zusammenfließenden Glasmasse allseitig umschlossen wird.
2. 2. Anordnung für ein Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (4) aus einem Metall oder einer Metallegierung besteht, deren: Wärmeausdehnungskoeffizient dem des Glases angepaßt ist.
3. 3. Anordnung für ein Verfahren nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallring (4) so dünn ist, daß er einer Ausdehnung oder Schrumpfung des Glases auch bei abweichendem Wärmeaüsdehnungskoeffizienten folgt.
4. 4. Anordnung für ein Verfahren nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheibenfuß (2) an der Innenseite eine ringförmige Erhöhung (5) von etwas kleinerem Durchmesser als der Metallring (4) trägt: