DE973931C - Verschmelzung zwischen Glas und Metall und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 28. JULI 1960

T 2835 IVc j 32b

(Ges. v. 15. 7. 1951)

Bei der Verschmelzung von Metall- und Glasteilen bedient man sich in manchen Fällen sogenannter Ringverschmelzungen oder Scheibenanglasungen, bei denen der Ring oder die Scheibe eben ist und in einer Ebene senkrecht zur gemeinsamen Achse liegt. Bei solchen Verschmelzungen werden hohe Anforderungen an die Gleichheit der Ausdehnungskoeffizienten gestellt, und die mechanischen Beanspruchungen sind sehr groß. Das gleiche gilt für eine bekannte Verbindung zwischen einem ringförmigen Metallteil und einem Glasring, die stumpf aneinandergeschmolzen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Anordnung anzugeben, mit der eine äußerst haltbare Verschmelzung zwischen einem Glas- und einem Metallteil auch bei weit auseinanderliegenden Wärmeausdehnungszahlen erhalten wird.

Gemäß der Erfindung ist an den Metallkörper an der Verschmelzungsstelle eine mit Glas gefüllte, z. B. im Querschnitt halbkreisförmige, rechteckige oder dreieckige Rinne angesetzt, auf deren Unterseite ebenfalls Glas aufgeschmolzen ist; der Glaskörper ist dann entweder mit der Unterseite einer einfachen oder der einen

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Innenseite einer Doppelrinne verschmolzen. Das in der Rinne befindliche Glas zwingt bei einer solchen Anordnung seine Ausdehnung der metallischen Rinne auf, so daß an der Anschmelzstelle keine Risse oder Sprünge auftreten können.

Es sind zwar bereits Einschmelzungen bekannt, bei

denen ebenfalls Glasrinnen zu erkennen sind. Bei einer solchen bekannten Anordnung wird beispielsweise der Kolbenrand einer aus Keramik bestehenden Entladungsröhre in eine mit Glaslot gefüllte Rinne des ebenfalls aus Keramik bestehenden Fußes eingesetzt und dann verschmolzen. Die erfindungsgemäße Rinnenwirkung tritt hier nicht auf, weil offensichtlich auch das Problem der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten gar nicht zu berücksichtigen ist.

Bei einer weiteren bekannten Einschmelzung reicht

das einzuschmelzende Glasteil in eine von zwei koaxialen MetaUzylindern gebildete Rinne hinein.

Auch diese bekannte Anordnung hat mit der Erfindung

so nichts zu tun, weil auch hier die erfindungsgemäße Rinnenwirkung nicht auftritt. Die hier benutzte Rinne ruft vielmehr gerade Glassprünge hervor, weil das innerhalb der Rinne liegende Teil des Glases sich in anderer Weise ausdehnen wird als das außerhalb liegende Teil.

Die Abbildungen zeigen Ausführungsbeispiele für den Gegenstand der Erfindung.

In Abb. ι ist ι die Außenanode eines elektrischen Entladungsgefäßes und 2 ein Glaskörper, der beispielsweise die Stromzuführungen zur Kathode und zum Gitter trägt, ι kann auch ein sogenanntes Hütchen sein, in das Elektrodenzuleitungen, z. B. mit Hartlot, eingelötet sind. Der meistens aus Kupfer bestehende Metallkörper ι hat eine im vorliegenden Falle nach außen vorstehende Rinne 3, die bei 4 mit Glas gefüllt ist. Der Glaskörper 2 ist auf die Unterseite dieser Rinne aufgeschmolzen. Bei dieser Anordnung zwingt der Glaskörper 4 dem Metallteil seine Wärmeausdehnung auf. Die Gleichheit der Wärmeausdehnung der beiden Teile 2 und 4 sorgt also dafür, daß auch eine stark abweichende Wärmeausdehnung des Metallteiles 3 sich nicht schädlich auswirken kann.

Zur Herstellung der beschriebenen Verbindung geht man zweckmäßig in der Weise vor, daß man den 4-5 Metallkörper 1 über dem Glaskörper 2 anordnet und das Glas, das die Rinne füllen soll, als Ring oder Hohlzylinder in die Rinne hineinlegt oder -stellt. Dann setzt man einen genügend starkwandigen Hohlzylinder aus höherschmelzendem, elektrisch leitendem Werkstoff auf diesen Glasring oder -zylinder, wobei man gegebenenfalls, um ein Anhaften zu verhindern, eine Zwischenlage, beispielsweise aus Asbest, vorsieht. Durch die an sich bekannte Wirbelstromerhitzung sowohl der Rinne als auch des aufgesetzten Metallzylinders erfolgt dann die Verschmelzung. Hierbei ergibt sich nicht nur eine gute Verbindung zwischen dem Metallteil 1 und dem Glasteil 2, sondern es wird außerdem die Glasfüllung der Rinne unter dem Einfluß des Zylindergewichtes heruntergedrückt und füllt so die Rinne 3 aus. Man kann die Anordnung auch umgekehrt wählen, wobei dann der Glaskörper in der Rinne breitgequetscht und auf die untere Seite der Rinne ein Glaswulst aufgeschmolzen wird.

Die Abb. 2 zeigt eine Verschmelzung zwischen einem Glaskörper 2 und einer einen rechteckigen Querschnitt aufweisenden, bei 4 mit Glas gefüllten Rinne 5, die bei 6 mit dem Metallkörper 1, beispielsweise durch Hartlöten, vakuumdicht verbunden ist. Die Rinne kann auch einen anderen, z. B. dreieckigen Querschnitt haben.

Gemäß Abb. 3 wird ein Verbindungsstück 7 benutzt, das man als Doppelrinne bezeichnen könnte. In die Rinne auf der einen Seite ist der Glaskörper 2 eingeschmolzen, und die Rinne auf der anderen Seite ist bei 4 mit Glas gefüllt. Bei dieser Anordnung ist die Verschmelzungssteile durch die ihn umgebenden Ränder des Verbindungsstückes 7 elektrisch abgeschirmt.

Die erfindungsgemäße Verschmelzung zeichnet sich gegenüber den Ring- oder Scheibenanschmelzungen insbesondere durch ihre große mechanische Festigkeit auch bei stark voneinander abweichenden Wärmeausdehnungszahlen aus. Beim Vergleich mit den meist benutzten Schneidenanglasungen ist unter anderem zu beachten, daß die erfindungsgemäße Verschmelzung wesentlich kürzer ist, was sich günstig in bezug auf die Baulänge der Elektroden, ihre Selbstinduktion und ihre Kapazität, insbesondere bei Ultrakurzwellen- und Dezimeterröhren, auswirkt. Die innere und äußere metallische Abschirmung, die bei Schneidenanglasungen im allgemeinen erforderlich ist, kann fortfallen, was ebenfalls zur Verminderung der Elektrodenkapazitäten beiträgt. Die erfindungsgemäßen Anglasungen sind auch in mechanischer Beziehung viel robuster als Schneidenanglasungen, die gegen Stoß- und gegen Biegungsmomente sehr empfindlich sind. Ferner sind sie vakuummäßig zuverlässiger als Schneidenanglasungen, da die Wandstärke der Rinne z. B. drei- bis sechsmal größer sein kann als die Wandstärke bei Schneidenanglasungen, so daß die Oxydation des Kupfers nicht mehr gefährlich ist. Schützende Überzüge aus Silber, Aluminium usw. sind nicht erforderlich. Die erfindungsgemäßen Anglasungen können auch wesentlich schwerere Elektrodenaufbauten tragen als Schneidenanschmelzungen. Schließlich ist ihre Herstellung sehr viel einfacher und bequemer.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Verschmelzung zwischen Glas und Metall, dadurch gekennzeichnet, daß zur Angleichung der Ausdehnungen der verschiedene Ausdehnungskoeffizienten besitzenden, miteinander zu verbindenden Körper an der Verschmelzungsstelle an den Metallkörper eine mit Glas gefüllte, z. B. im Querschnitt halbkreisförmige, rechteckige oder dreieckige Rinne angesetzt ist, auf deren Unterseite ebenfalls Glas aufgeschmolzen ist, und daß der Glaskörper entweder mit der Unterseite einer einfachen oder der einen Innenseite einer Doppelrinne verschmolzen ist.

2. Verschmelzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper zwei Rinnen aufweist, in deren eine der Glaskörper eingeschmolzen ist und deren andere mit Glas gefüllt ist (Abb. 3).

3. Verfahren zur Herstellung einer Verschmelzung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn-

zeichnet, daß der oberhalb des Glaskörpers angeordnete Metallkörper durch Hochfrequenzerhitzung mit dem Glaskörper verschmolzen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Rinne füllende Glas als Ring oder Zylinderabschnitt in die Rinne hineingesetzt und durch das Gewicht eines zweckmäßig leitenden Hohlzylinders aus einem höherschmelzenden Werkstoff, gegebenenfalls unter Zwischenlage einer ein Ankleben verhindernden Schicht, hineingedrückt 10 wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 582750; schweizerische Patentschrift Nr. 214 278; 15

USA.-Patentschriften Nr. 1 293 441, 1 722 016; Espe-Knoll, »Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik«, 1936, S. 119, Abb. 124.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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