DE916557C - Glas-Metall-Verschmelzung - Google Patents

Description

• Glas -Metall -Verschmelzung Zusatz zum Patent 906 595 Die Erfindung bezieht sich auf Glas-Metall-Verschmelzungen, bei denen ein Stab oder ein Rohr aus Metall mit einem den Stab bzw. das Rohr umgebenden metallenen Mantelteil mittels eines dazwischenliegenden ringförmigen Glaskörpers verschmolzen ist. Für die Haltbarkeit solcher Verschmelzungen ist es wesentlich, daß in dem Glaskörper keine oder keine nennenswerten Zugspannungen auftreten. Dies kann man dadurch erreichen, daß man die Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Werkstoffe so aufeinander abstimmt, daß der äußere Mantelteil auf den Glaskörper radiale Druckkräfte ausübt, die so groß sind, daß dadurch die in dem Glaskörper sonst auftretenden Zugspannungen im wesentlichen aufgehoben werden. Diese Druckkräfte, die von dem äußeren Mantelteil auf den Glaskörper nach dem Erkalten der Verschmelzung ausgeübt werden, stellen sich ohne weiteres ein, wenn der Ausdehnungskoeffizient des eingeschmolzenen inneren Metallteiles nicht wesentlich größer als der Ausdehnungskoeffizient der für die Herstellung des Glasschmelzflusses verwendeten Glassorte und kleiner ist als der Ausdehnungskoeffizient des Mantelteiles. Das bedeutet aber, daß, wenn es sich um die Verschmelzung von Eisenteilen handelt und der äußere Mantelteil aus gewöhnlichem handelsüblichem Flußeisen besteht, der innere Teil aus einer Eisenlegierung bestehen muß, welche z. B. Chrom, Nickel bzw. Molybdän enthält. Die Notwendigkeit, eine Eisenlegierung zu verwenden, ist in vielen Fällen störend. Abgesehen von dem höheren Preis des legierten Eisens ist dieses wesentlich schlechter bearbeitbar als gewöhnliches Eisen. Es läßt sich beispielsweise nur schlecht kalt verformen, so daß die Herstellung von Ziehteilen aus einer solchen Eisenlegierung Schwierigkeiten bereitet, insbesondere dann, wenn gefordert wird, daß der betreffende Ziehteil auch noch absolut vakuumdicht sein soll. Es zeigt sich, daß häufig schon Bleche aus derartigen Eisenlegierungen porös sind. Es kommt hinzu, daß der spezifische elektrische Widerstand von Legierungen immer höher liegt als der von reinen Metallen, was sich beispielsweise bei Elektrodendürchführungen für Vakuumentladungsgefäße deswegen unangenehm bemerkbar macht, weil hierdurch in dem eingeschmolzenen Durchführungsleiter erhöhte Verluste entstehen und damit eine größere Wärmemenge entwickelt wird. Aus diesem Grunde ist es als wesentlicher Vorteil zu bezeichnen, wenn es gelingt, den inneren Metallteil ebenfalls aus handelsüblichem Eisen oder einem sonstigen reinen Metall herzustellen. Man kann nun für den inneren Metallteil gewöhnliches unlegiertes Eisen oder ein sonstiges Metall, deren Ausdehnungskoeffizienten wesentlich größer sind als die des Glasflusses, verwenden, wenn man dafür sorgt, daß der Außenmantel nach Erkalten der Verschmelzung den Glasring so stark elastisch zusammendrückt, daß die Ausweichbewegung, die der innere Metallteil beim Erkalten ausführt, dadurch wieder ausgeglichen wird. Das erfordert aber eine erhebliche Druckkraft, die der Außenmantel nur dann auszuüben imstande ist, wenn er an der Verschmelzungsstelle sehr stark gemacht wird. Man kann auch mit einem Außenmantel geringer Wandstärke auskommen, wenn man, wie es bereits vorgeschlagen wurde, den metallenen Innenteil nach dem Niederschmelzen des Glasteiles durch künstliche Kühlung verhältnismäßig schnell auf eine unter dem Erstarrungsbereich des Glaskörpers liegendeTemperatur bringt, so daß der Erstarrungsbereich in dem Glaskörper von innen nach außen fortschreitet. Trotzdem wird auch bei diesem Herstellungsverfahren der Verschmelzung die Wandstärke des äußeren Mantels häufig so stark sein müssen, daß es aus anderen Gründen, z. B. mit Rücksicht auf Ziehprozesse, mit denen der Außenmantel geformt werden muß, nicht möglich oder nicht zweckmäßig ist, den ganzen Außenmantel mit der notwendigen Wandstärke auszuführen. Unabhängig davon, ob der innere Metallteil nach dem Niederschmelzen des Glasteiles künstlich gekühlt wird oder nicht, ist es daher häufig notwendig, den äußeren Mantel an der Verschmelzungsstelle besonders zu verstärken.
• Das Patent 9o6 595 schlägt vor, auf den äußeren Mantel an der Verschmelzungsstelle einen Schrumpfring aufzubringen. Wenn es sich nun aber um Verschmelzungen handelt, bei denen der äußere Mantel den Verschmelzungsring auf der einen Seite nur wenig überragt, während er auf der anderen Seite der Verschmelzung sich wesentlich weiter erstreckt, so zeigt es sich, daß beim Abkühlen des Schrumpfringes der Mantelteil sich infolge des auftretenden Preßdruckes plastisch verformt, und zwar in der Weise, daß er eine schwach konische Gestalt annimmt, wobei der die Verschmelzungsstelle nur wenig überragende und somit in der unmittelbaren Nachbarschaft des Schrumpfringes liegende freie Rand des Mantelteiles auf einen geringeren Durchmesser plastisch zusammengedrückt wird als der restliche Mantel, der infolge seiner größeren Länge auch eine größere Festigkeit gegen das Zusammendrücken besitzt. Abgesehen davon, daß durch eine solche Verformung der Schrumpfring locker wird, wird dadurch auch der Innendurchmesser des Mantelteiles kleiner, was mit Rücksicht auf den Graphitring, der beim Niederschmelzen des Glaskörpers ein Herablaufen des geschmolzenen Glases verhindert, vermieden werden muß.
• Die Erfindung schlägt deshalb in weiterer Ausgestaltung des Gegenstandes des Hauptpatents vor, den freien Rand des Mantelteiles gegen die Einwirkung radialer Druckkräfte zu versteifen. Eine solche Versteifung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß der freie Rand des Mantelteiles über dem Schrumpfring, und zwar entweder unmittelbar angrenzend an diesen oder in geringer Entfernung von ihm umgebördelt wird; so daß eine flanschartige Verstärkung entsteht. Die Versteifung des freien Randes kann man aber auch dadurch erzielen, daß man ihn mit dem Schrumpfring verschweißt, so *daß eine konische Verformung des Mantelteiles verhindert wird. Zu diesem Zweck erhält der Schrumpfring zweckmäßig einen ringförmigen Ansatz, der mit dem freien Rand des Mantelteiles durch eine Hochkantschweißnaht verbunden wird.
• In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In beiden Fällen ist mit i der äußere Mantelteil und mit 2 ein Metallrohr bezeichnet, welches durch den ringförmigen Glaskörper 3 mit dem äußeren Mantelteil verschweißt ist.
• In Fig. i ist mit 5 der Schrumpfring bezeichnet, welcher in der Umgebung der Verschmelzung den Mantelteil i verstärkt und vor Herstellung der Verschmelzung auf diesen aufgezogen wird. Die Versteifung des oberen, den Verschmelzungsring 3 nur wenig überragenden Randes des Mantelteiles i ist hier dadurch erfolgt, daß der Mantelteil i zu einem Flanschring q. umgebördelt ist. Dadurch wird der freie Rand befähigt, erhebliche radiale Druckkräfte ohne plastische Verformung aufzunehmen. Auf diese Weise wird eine Lockerung des Schrumpfringes vermieden und erreicht; daß der äußere Mantelteil die festgelegten Maße beibehält.
• In Fig. 2 ist der Schrumpfring 6 mit einem ringförmigen dünneren Ansatz 7 versehen, welcher mit dem freien Rand des Mantelteiles i durch eine rundum laufende Schweißnaht verbunden ist. Hier

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Verschmelzung zwischen einem Stab oder Rohr aus Metall und einem den Stab bzw. das Rohr umgebenden metallenen Mantelteil mittels eines dazwischenliegenden ringförmigen Glaskörpers, dessen Ausdehnungskoeffizient erheblich kleiner ist als der des inneren Metallteiles, bei welcher auf den die Verschmelzungsstelle auf der einen Seite nur wenig überragenden Mantelteil nach Patent 9o6 595 zur Erzielung einer hinreichenden radialen Druckspannung in dem Glaskörper ein Schrumpfring aufgezogen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Rand des Mantelteiles gegen die Einwirkung radialer Druckkräfte versteift ist.
2. 2. Verschmelzung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Rand des Mantelteiles mit dem Schrumpfring verschweißt ist.
3. 3. Verschmelzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrumpfring einen Ansatz besitzt, der mit dem freien Rand des Mantelteiles durch eine Hochkantschweißnaht verbunden ist. q.. Verschmelzung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Rand des Mantelteiles nach außen umgebördelt ist. stützt sich also der freie Rand des Mantelteiles unmittelbar an dem Schrumpfring selbst ab, so daß eine konische Verformung ebenfalls unmöglich ist.