DE968098C

DE968098C - Verfahren zur Herstellung einer loesbaren vakuumdichten Verbindung, insbesondere fuer elektrische Entladungsgefaesse

Info

Publication number: DE968098C
Application number: DET2663D
Authority: DE
Inventors: Dr Georg Tschoepe
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1943-06-25
Filing date: 1943-06-25
Publication date: 1958-01-16

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 16. JANUAR 1958

T 2663 VIII c 121g

(Ges. v. 15. 7. 1951)

Es besteht häufig der Wunsch. Vakuumbehälter, insbesondere abgeschlossene elektrische Entladungsröhren, so auszubilden, daß sie auf eine einfache Art, d. h. ohne Lötung oder Schweißung, hochvakuuniid'iiCihft verschLießbar sind uod daß sie beim Auftreten von inneren Schäden geöffnet und, nachdem sie in Ordnung gebracht worden sind, wieder verschlossen werden können. Es ist auch eine größere Anzahl von Vorschlägen bekannt, welche dies ermöglichen sollen. So weit es sich dabei um Entladungsröhren größerer Leistung, vor allem Ouecksilberdampfapparate, handelt, sind die lösbaren Vakuumverschlüsse der Größe und dem hohen Preis solcher Entladuingsgefäße insofern angepaßt, als sie viel Platz beanspruchen, umständlich zu handhaben, nur für die Herstellung in Einzelanfertigung geeignet und deshalb teuer sind. Es ist auch bereits bekannt, kleine Vakuumgefäße, beispielsweise Glühlampen oder Verstärkerröhren, so auszubilden, daß sie mehrmals geöffnet und wieder verschlossen werden können. Die hierfür angegebenen Vakuumverschluss« sind jedoch, soweit sie einfach ausgebildet sind, den technischen Anforderungen nicht gewachsen, oder es ist dabei nicht genügend auf eine leichte und einfache Herstellbarkeit, die für eine Reihenfertigung die Voraussetzung ist, Rücksicht genommen worden.

Es ist weiterhin bereits ein Verfahren zur Herstellung einer lösbaren vakuumdichten Verbindung bekannt, bei dem die zu verbindenden, mindestens

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an der Verbindungsstelle zylindrisch ausgebildeten Teile aus Metall bestehen und bei dem sich in der Dichtungsfuge ein bildsames Metall befindet, gegen das die mit kreisringförmigen Erhebungen oder Rillen versehene Dichtungsfläche gepreßt wird.

Dieses bekannte Verfahren wird gemäß der Erfindung in der Weise weitergebildet, daß die Metallteile an der Dichtungsstelle als zusammenpassende, kegelstumpfförmige Flächen und die kreisringförmigen Erhebungen oder Rillen scharfkantig ausgebildet werden und daß die beiden Dichtungsflächen durch Wärmeschrumpfung derart aneinandergepreßt werden, daß an den scharfen Kanten ein Fließen des Dichtungsmetalls eintritt. Durch die beim Schrumpfen wirksame Kraft fließt das bildsame Metall in die Rillen hinein oder um die Erhebungen herum und gewährleistet dadurch eine einwandfreie Dichtung. Die Dichtungsstelle ist imstande, die zum Zusammenhalten der durch sie mitao einander verbundenen Teile des Vakuumgefäßes erforderliche mechanische Beanspruchung aufzunehmen. Es ist jedoch zuweilen empfehlenswert, die Dichtungsstelle von solchen Beanspruchungen zu entlasten und zu ihrer Sicherung einen zusätzliehen mechanischen Verschluß, der nicht vakuumdicht zu sein braucht, vorzusehen; hierzu eignet sich besonders ein Bajonettverschluß.

Das Dichtungsmetall kann entweder als selbständiges Bauelement zwischen den beiden Dichtungsflächen angeordnet werden, oder es kann auf der nicht mit kreisringförmigen Erhebungen oder Rillen versehenen Dichtungsfläche als Überzug aufgebracht werden.

In der Zeichnung sind verschiedene Ausführungsmöglichkeiten des Erfindungsgedankens schematisch dargestellt. Abb. 1 zeigt einen Längsschnitt durch den zylindrischen Teil eines elektrischen Vakuumgefäßes, das aus zwei zylindrischen Hälften 1, 2 besteht, an deren Dichtungsstelle die zusammenpassenden Kegelmantelflächen 3, 4 angearbeitet sind. Die eine¹, z. B. die nach innen gekehrte Dichtungsfläche 4 ist mit einem bildsamen Metall, beispielsweise Blei oder Silber, überzogen. Dieser Überzug 5 kann an sich auf beliebige Weise, z. B. 4-5 durch Feuerversilberung, hergestellt werden. Die Dicke des Überzuges ist ziemlich unkritisch, soll jedoch gleichmäßig sein. In der gegenüberliegenden Dichtungsfläche 3 sind kreisförmige Rillen 6 eingeschnitten; ihr Profil ist so gewählt, daß sie scharfe Kanten aufweisen. Zumindest der Teil der Vakuumgefäßhälfte i, in welchen die Rillen 6 eingeschnitten sind, ist aus einem Werkstoff hergestellt, welcher härter ist als das auf der Dichtungsfläche 4 aufgetragene bildsame Metall. Die Vereinigung der beiden Teile 1 und 2 erfolgt durch Schrumpfung. Zu diesem Zweck wird entweder der die nach außen gekehrte Dichtungsfläche 3 tragende Gefäßteil 1 abgekühlt, was beispielsweise unter Anwendung von flüssiger Luft geschehen kann, oder der die nach innen gekehrte Dichtungsfläche 4 tragende Gefäßteil 2 erwärmt und auf den anderen Teil aufgesetzt. Die Erwärmung darf keinesfalls so weit getrieben werden, daß der auf der Dichtungsfläche 4 befindliche Überzug schmilzt oder seine Haftfähigkeit verliert. Beim Übergang auf die Zimmertemperatur werden die beiden Teile 1 und 2 durch die im Werkstoff auftretenden Spannungen fest aneinandergepreßt. Hierbei dringen die scharfen Kanten der Rillten 6 in den. weicheren. Werkstoff des Überzuges auf der Dichtungsfläche 4 ein, und in dem weicheren Überzugsmetall setzt eine Fließbewegung ein, welche Metallteilchen in die Rillen 6 befördert. Auf diese Weise kommt eine einwandfreie hochvakuumdichte Verbindung der beiden Teile 1 und 2 zustande, welche außerdem so fest ist, daß das Vakuumgefäß ohne zusätzliche Verbindung der beiden Hälften 1 und 2 verwendbar ist.

In der Abb. 2 sind ebenfalls zwei zylindrische Gefäßhälften 1 und 2 dargestellt, die mit kegelstumpfmamtelförmigen Dichtungsflächen 3, 4 versehen sind, von denen jedoch hier die nach außen gekehrte Fläche 3 einen Überzug aus dem bildsamen Metall trägt. An der gegenüberliegenden Dichtungsfläche 4 sind scharfkantige Leisten 7 vorgesehen, die beispielsweise einen dreieckigen Querschnitt haben. Beim Zusammenschrumpfen dieser beiden Teile dringen die scharfen Kanten dieser Leisten in den Überzug auf der Dichtungsfläche 3 ein, und andererseits fließt das Überzugsmetall um die Leisten herum, so daß wieder eine gute Dichtung zustande kommt. Um die Dichtungsstelle von mechanischen Beanspruchungen im weiteren Verlauf des Herstellungsverfahrens oder während des Betriebes der Röhre zu entlasten, ist eine zusatzliehe Schraubverbindung vorgesehen. Zu diesem Zweck ist an den Gefäßteil 2 ein Gewindering 8 angebracht, während an dem Gefäßteil 1 ein glatter Ring 9 befestigt ist, über den eine Überwurfmutter 10 geschoben ist, welche auf dem Gewindering aufgeschraubt wird.

Alle beschriebenen vakuumdichten Verbindungen lassen sich in der umgekehrten Reihenfolge wieder auseinandernehmen. Zu diesem Zweck wird beispielsweise im Falle der Abb. 1 der Teil 1 so weit abgekühlt, bis die Verbindung zwischen den beiden Teilen 1 und 2, erforderlichenfalls unter Verwendung eines mechanischen Werkzeuges, gelockert und die beiden Teile auseinandergezogen werden können. Es ist aber auch möglich, die Verbindung dadurch zu lösen, daß das ganze Vakuumgefäß oder zumindest die Umgebung der Dichtungsstelle auf die Schmelztemperatur des Überzugmetalls erhitzt wird. Später kann der Metallüberzug erneuert und abermals vakuumdichte A^erbindung der beiden Teile vorgenommen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Verfahren zur Herstellung einer lösbaren vakuumdichten Verbindung, insbesondere für elektrische Entladungsgefäße, bei dem die zu verbindenden, mindestens an der Verbindungsstelle zylindrisch ausgebildeten Teile aus Metall bestehen und bei dem sich in der Dichtungsfuge

ein bildsames Metall befindet, gegen das die mit kreisringförmigen Erhebungen oder Rillen versehene^) Diohtungsfläche(n) gepreßt wird (werden), dadurch gekennzeichnet, daß die Metallteile an der Dichtungsstelle als zusammenpassende, kegelstumpf förmige Flächen (3,4) und die kreisringförmigen Erhebungen oder Rillen scharfkantig ausgebildet werden und daß die beiden Dichtungsflächen durch Wärmeschrumpfung derart aneinandergepreßt werden, daß an den scharfen Kanten ein Fließen des Dichtungsmetalls eintritt.
2. Abfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmetall als selbständiges Bauelement zwischen den beiden Dichtungsflächen angeordnet wird.
3· Verfahren nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmetall auf der nicht mit kreisringförmigen Erhebungen oder Rillen versehenen Dichtungsfläche als Überzug aufgebracht wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Entlastung der Dichtungsstelle eine zusätzliche, nicht vakuumdichte mechanische Verbindung, insbesondere ein Bajonettverschluß, vorgesehen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
»ZS. techn. Phys.«, 10, 1929, S. 298, 299;

Espe-Knoll, »Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik«, Berlin 1936, S. 322.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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