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Anordnung zur Befestigung tragender Metallteile an keramischen Körpern
in Vakuumgefäßen Wenn zwischen einer Metallwand und einem keramischen Körper, z.
B. einem elektrischen Is.olator, eine gegen Hochvakuum abdichtende Fuge hergestellt
werden soll, isst ,es bekannt, den der Fuge benachbarten Teil der Metallwand aus
einer Legierung herzustellen, deren Wärmeausdelimzngskoeffizient nahe dem des keramischen
Körpers liegt, und diese beiden Teile durch eine Emall- ioider Glasschicht zu verbinden,
die .also, die Abdichtung zwischen dem Hochvakutunraum und einem äußeren Raum höheren
Druckes bildet. Verschiedene Schwierigkeiten traten bei der Herstellung derartiger
Fugen auf, z. B. erstens das Auffinden einer Legierung und einer Glassorte, die
die im Hjochvakuum öfters auftretenden Dämpfe, -z. B. Quecksilberdampf, nicht angreifen
bzw. nicht davon angegriffen werden, und zweitens die Schwierigkeiten, :die auf
:der Gefahr der Zerstörung oder Deformierung des Keramikkörpers durch die für das
Schmelzen des Glases erforderlichen hohen Temperaturen beruhen. Diese Schwierigkeiten,
die anfangs. einen großen; Ausschuß von in der beschriebenen Weise hergestellten
Fugen verursachten, wurden durch .eine mehr und mehr fortschreitende Erfahrung in
so hohem Maße überwunden, daß es sich schließlich ;auch vorteilhaft erwies, die
genannte Fugenart auch an solchen Stellen im Hochvakuum zu verwenden, wo die Glasschicht
keine dichtende Aufgabe hat, d. h. wo sie an allen Seiten von Vakuumumgeben ist.
Der Vorteil einer derartigen Fuge vor der an .solchen Stellen am nächsten Eegenden
lösbaren Fugenart ist in =erster Linie, daß sie einen wesentlich kleineren Raum
.in Anspruch nimmt. In den meisten Hochvakuumgefäßen,
z. B'. elektrischen
Ventilgefäßen, spielt die Raumfrage leine große Rolle. Ferner wurde gefunden, daß
man infolge der Steifheit der Glasfuge eine sehr ;große Genauigkeit erreichien kann;
was besonders bei Teilen, die im Hochvakuen unter verschledenemelektrischem Potential
stehen, für die Innehaltüng der einem Höchstwert von. Durchschlagsspannung entsprechenden
Abstände wichtig ist. Eine edenartige Anwendung -der an sich bekannten Fugenart
bildet den Gegenstand vorliegender Erfindung.
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Inder Zeichnung wird als Beispiel der Erfindung ein Teileines Einführungsisolators
für einen Anodenbolzen eines Ionenventils mit zwei an dem-
selben befestigten
Metallteilen irn Längsschnitt in Fig. r und iin Querschnitt in Fig. 2 dargestellt.
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i ist der aus keramischem Stoff, beispielsweise Porzellan, ausgeführte
Einführangsisiolator, der z. B. unmittelbar unterhalb, des dargestellten Teiles
vakuumdicht durch Iden Boiden-des entleerten lonenventlgefä,ßes durchgeführt worden
ist. 2 ist der,den Isolator durchsetzende Anodenbolzen, der beispielsweise am ;unteren
Ende des Isolators dagegen abgedichtet wurde. Der Anoldenbolzen ist im Vakuumgefäß
@obErhalb des Isiolators von zwei Metallhülsen 3, 4 ;umgeben, von. denen die innere,
3, beispielsweisse ein Steuergitter und die,äußere, 4, die unten -offene Anodenhülse
tragen kann. In vielen Fällen, können. mehrere den Bolzen ;umgebende Hülsen vorkommen,
beispielsweise für das Tragen mehrerer Gitter ,oder für eine Abschirmung. Da sämtliche
dieser Hülsen und der A;nodenb,olzen selbst ,oft runter weit .getrennten Piotentialwerten
stehen, ist ges von größter Wichtigkeit, daß der Abstand zwischen ihnen möglichst
nahe dem dem Höchstwert der Durchschlagsfestigkeit entsprechenden, Wert. gehalten
wird. Da, die Hülsen im allgemeinen sehr lang sind, fordert dies elmie große; Genaluigkeit
und Steifheit ihrer Tragelemente.
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Um dies!es Ergebnis zu erreichen, werden die Tragelemnente in dieser
Ausführungsform aus Ringen 5 bzw. 6 :aus einer geeigneten. Metallegierung mit einem
kegeligen und einem zylindriechen Teil ausgeführt, welche Ringe durch Glasfugen
an den in -entsprechender Weise ,geformten Oberflächendes Isolators befestigt sind.
Ein Teil der zylindrischen Teile ist jedoch vom Isolator frei und dient zur Befestigung
der eigentlichen Hülsen 3, 4, die im allgemeinen iajus; Kostengründen nicht aus
demselben Stoff wie die Ringe ausgeführt werden können, s,on-Bern beispielsweise
aus reinem Eisen, während dIe Ringe aus seiner Legierung mit etwademselben Ausdehnungskoeff
zi!ent wie ,das Piorzello4 beispielsweisse aus Eisen, Nickel und Kobalt zusammengesetzt,
ausgeführt werden. Derartige Legierungen kommen im Handel beispielsweiseunter,den
Namen Sivar und Ko.var vor. Um eine bessere Kontrolle der Glasfugen zwischen den
Ringen unid dem Porzellan zu ermöglichen, bohrt man in die letzterem, vorzugsweise
eine Reihe von Löchern 7, durch die ein Teil der Glasmasse beim Schmelzen ausdringen
'kann. Um ein besseres Zusammensetzen. .der Ringe und,der an ihnen lösbar befestigten
Hülsen, 3, ¢ zu ermöglichen, kann man -die letzteren am Bunteren Ende mit längsgehenden
Aufschlitzungen und mit schwächenden Ausdrehüngen 8 versehen, so, daß die durch
die Aufschlitzung ;gebildeten Zungen ihre Form nach :den Ringen anpassen können.
Beim Zusammensetzen dieser Teile hält man sie zweckmäßig in einem Spannfutter fest,
damit sie in genau richtige gegenseitige Lage gelangen. Ebenso hält man vorzugsweise
die Ringe und das Piorzellan beim Brennender Fuge in richtiger Lage durch ein Spannfutter
fest. Die Fugenoberflächen .des Porzellans werden in der Regel im voraus bearbeitet,
um igenau zu werden.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß es leichter wird, ,die Hülsen in richtiger
Lage zum Porzellan in ,dieser Weise anzubringen, als- wenn sie ummittelbar .am Porzellan
durch lösbare Fugen befestigt werden. Gleichzeitig nehmen die Fugen im Vergleich
mit ,der letzteren Art viel weniger Raum in Anspruch, was besonders in. Ionenventilgefäßen
von besionderer Bedeutung ist.