DE875083C

DE875083C - Verbindung zwischen einem Metallteil und einem keramischen Koerper, vorzugsweise einem Steatitkoerper, fuer elektrische Entladungsgefaesse

Info

Publication number: DE875083C
Application number: DEP3561D
Authority: DE
Inventors: Werner Dr-Ing Schulze
Original assignee: Julius Pintsch AG
Current assignee: Julius Pintsch AG
Priority date: 1936-12-30
Filing date: 1936-12-30
Publication date: 1953-04-30

Description

Verbindung zwischen einem Metallteil und einem keramischen Körper, vorzugsweise einem Steatitkörper,.für elektrische Entladungsgefäße Die Erfindung betrifft eine Verbindung zwischen einem Metallteil und einem keramischen Körper, vorzugsweise einem Steatitkörper für elektrische I@iit?adungsgefäße, vermittels eines Glas- oder Einailschmelzflusses, die während des Betriebes Temperaturen in der Größenordnung von mehreren I00`" ausgesetzt ist.
Es sind schon derartige Anordnungen bekannt, bei denen der Metallteil auf einen zylindrischen Keramikteil aufgeschrumpft ist, dessen Höhe in axialer Richtung größer ist als der Durchmesser. Bei solchen Verbindungen oder Verschmelzungen kommt es darauf an, daß eine Umkehr der Drucksl)aniiuiigen an der `Verschmelzungsstelle in Zugspannungen längs der axialen Erstreckung der Haftfläche verhindert wird. Bei den bekannten Anordnungen können zwar keine Zugspannungen längs der axialen Erstreckung der Haftfläche auf-. treten, dafür weisen sie den schweren Nachteil auf, daß eine Kerbwirkung zustande kommt.
Diese Nachteile -,werden bei einer Verbindung zwischen einem Metallteil und einem keramischen Körper, vorzugsweise einem Steatitkörper, für elektrische Entladungsgefäße vermittels eines Glas- oder Emailscbmelzflus,ses, bei welcher der keramische Körper einen vorstehenden Bund mit einer zylindrischen :Mantelfläche aufweist, deren Höbe in Achsrichtung kleiner als ihr Durchmesser ist,-.und bei welcher der Metallteil auf die :die Haftfläche zwischen Metallteil und Keramik bildende Mantelfläche des Bundes aufgeschrumpft ist, erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß der Metallteil über beide Ränder der -Haftfläche hinausragt. Der Metallteil Dann vorteilhafterweise am Rande in radialer Richtung umgebördelt sein.
An Hand der Zeichnungen soll die Erfindung näher erläutert werden.
Fig. i stellt im Längsschnitt einen Teil einer Elektrodeneinführung dar, an Hand welcher die zu berücksichtigenden Formänderungen des Metallteiles erläutert werden; Fig. 2, 3 und .4 zeigen verschiedeneAusführungsformen der Erfindung, und zwar sind Teile- einer Elektrodeneinführung für einen Stromrichter dargestellt. " In Fig. i ist u ein Teil des Mantels. eines metallenen Vakuumgefäßes, z. B. eines Quecksilberdampfgleichrichters, in welchen von oben ein keramisches Rohr 2, insbesondere ein Steatitrohr, eingeführt werden soll, welches zur Aufnahme des Stromzuführungsleiters einer Elektrode dient. Dieses lzeramis-Ae Rohr 2 wird mit :einem aus Blech geeigneter Zusammensetzung, z. B. aus Legierungen von Nickel, - Chrom; Vanadium reit Eisen oder Chrom-Nickel-Legierungen, bestehenden Ringteil 3 vakuumdicht verbunden, indem man die durch den Bund 5 des Rohres z gebildete Haftfläche q: mit dem Flansch 7 des Ringteiles 3 durch Zwischenfügung eines Glas- oder Emailschmelzflusses 6 verschmilzt. Der Ringteil 3 wird endlich mit der Gefäßwandung i an der Stelle"i- verschweißt.
Die ,Wärmeaus.dehnungskoeffizizenten des keramischen Körpers, ödes Schmelzflusses und des Metallteilies 3 werden hierbei so aufeinander abgestimmt, daß der keramische Körper und der Sc'hmelzfluß möglichst genau die gleichen Ausdehnungskoeffizienten haben, während der des Metallteiles etwas größer ist, um eine die Festigkeit der-Verbindung erhöhende Schrumpfwirkung zu -erzielen.
Es hat sich nun gezeigt, daß in einem solchen Falle die Gefahr besteht; daß eine infolge der Schrumpfspannung entstehende Deformation des" Ringflansches 7 zu Zugspannungen in der Haftflache Anlaß gibt. Derartige Zugspannungen in der Haftfläche sind besonders dann zu befürchten, wenn die Haftfläche in axialer Richtung im Vergleich zu der Größe des Durchmessers der Vezrhindungsstelle verhältnismäßig kurz ist, was andererseits wiederum mit Rücksicht auf mögliche Schubspannungen :günstig ist.
Durch die auftretende Schrumpfwirkung und die sich möglidherweiGe hieraus ergebenden Zugspannungen wird nun die Hülse 7 in der in der Fig. i an der rechten Seite dargestelltem Weise konisch deformiert. Die Erz12ugende der Mantelflache schließt mit der Rohrachse einen Winkel ip -ein. Dies ist darauf zurückzuführen, dlaß infolge der Kürze der axialen Länge der Haftfläche es am unteren Ende von 7, sofern dieses Ende, wie üblich ist, mit dem Bund 5 abschließt, an aus-. reichendem Werkstoff fehlt, um auch den unteren Teil des Ringes 7 mit genügender Kraft auf den Bund 5 aufzuschrumpfen. Dieses konische Verformen des Ringes hat nun zur Folge, daß am unteren Ende des Ringes 7 die Verschmelzungsstelle zwischen Metall und dem kezramiechen Körper anreißt, und zwar im allgemeinen im Schmelzfluß. Dies gibt leicht zu einer Undichtigkeit, zumindest aber zu einer :empfindlichen Schwächung der Verschmelzung Anlaß.
Wenn man nun, wie es in der Fig. 'i links dargestellt ist, den Metallring 7 gemäß der Erfindung über den Bund hinaus verlängert, so wirkt sich die Verformung,des Ringes 7 in einer tonnenförmigen Verwölburng ödes Ringes aus, bei welcher die mittlere Tangente des verformten Ringes 7 zur Achse des Rohres'parallel bleibt, so daß keine gefährlichen Zugspannungen in der Haftfläche auftreten können. Die Darstellung in Fig. i ist selbstverständlich übertrieben gezeichnet.
Die Fig.2 zeigt eine Ausführungsform, bei welcher der Ringflansch 7 über den Bund 5 hinaus verlängert ist., Es ist aber, nicht erforderlich, die vorteilhafte tonnenförmige Deformation -des Ringes 7 :durch eine Verlängerung des Ringes zu erzeugen, sondern man kann auch, wie in Fig. 3 dargestellt ist, den Ring 7 in radialer Richtung umbörideln. Infolge dieser Umbördelung 8 ist dann trotz bündigen Abschneidens zwischen Rin' 97 und Bund 5 ge- nügend Werkstoff vorhanden, um das in Fig. i rechts dargestellte konische Verformen des Ringes 7 zu verhindern.
Beider in Fig. q, dargestellten Ausführungsform soll an Stelle des keramischen Rohres ,c eine in der Ebene des Bundes 5 zu denkende keramische Scheibe 9 mit einem zylindrischen Rohrstutzen io, der sich nach oben z. B. leicht erweitert, unter Zwischenfügung -eines Schmelzflusses ;6 verschmolzen werden. 4 ist wieder die Haftfläche. Auch hier ragt :der Rohrstutzen -io an beiden Seiten über den keramischen Ring hinaus. Statt dessen kann aber auch eine Umbördelung wie in Fig.3 benutzt werden. Der Rohrstutzen ,io wird dann mit einem weiteren Rohr i i verschweißt.
Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf die hier angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern kann auch in ähnlich gelagerten Fällen angewendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verbindung zwischen einem Metallteil und einem keramischen Körper; vorzugsweise einem Steatitkörper, für elektrische Entladungsgefäße vermittels eines Glas- oderEmailschmelzflusses, bei welcher der kerarnische Körper einen vorstehenden Bund mit einer zvlindrischen Mantelfläche aufweist, deren Hälie in der Achsenri:chtüng kleiner ist als ihr Durchmesser und bei welcher der Metallteil auf die die Haftfläche zwischen Metallteil und Keramik -bildende Mantelfläche des Bundes aufgeschrumpft ist. dadurch gekennzeichnet, daß der Metallteil (7) über beide Ränder der Haftfläche (d.) hinausragt. a. Verbindung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand des Metallteiles (7) über die Haftfläche (.4) hinaus geradlinig verlängert ist. 3. Verbindung nach Anspruch i, dadurch gekennzechnet, daß der Metallteil (7) am Rand (8) in im wesentlichen radialer Richtung nach außen umgebördelt ist.