DEP0002129BA - Raumsparende vakuumdichte Verbindungen von Glas und Metall bei Entladungsröhren und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Bei Entladungsröhren, bei denen beispielsweise zur Erzielung einer ausreichenden Isolation zwischen zwei aus Metall bestehenden, verschiedenes Potential aufweisenden Gefässteilen eine aus Glas bestehende Gefässwand vorgesehen wird, ergibt sich die Aufgabe, Metall und Glas vakuumdicht miteinander zu verbinden. Um das zu erreichen, muss der anzuschmelzende Metallrand, sofern das Anschmelzmetall nicht denselben Ausdehnungskoeffizienten wie das zu verwendende Glas hat, angeschärft sei. Denn um die Gewähr für eine dauerhafte vakuumdichte Verbindung zu haben, muss ein solches Metall an der Anschmelzstelle dünnwandig gehalten werden. Das anzuschmelzende metallische Gefässteil muss demnach, wenn es z.B. eine im wesentlichen zylindrische Gefässwand an dem einen Ende der Entladungsröhre abschliessen soll, als Metallkappe mit angeschärftem Rand ausgebildet werden. Ein solcher Rand ergibt aber eine oft unerwünschte Vergrösserung der Bauhöhe der Entladungsröhre. Das ist z.B. bei Entladungsröhren der Fall, wenn das eine Gefässteil die aus Metall bestehende Anode bildet und das andere durch eine im wesentlichen zylindrische Gefässwand zu trennende Gefässteil die Gitterelektrode trägt und Gitterpotential aufweist. Hier ist die Bauhöhe zur Erzielung kleiner Induktivitäten und Kapazitäten möglichst klein zu halten, um dadurch kurze Zuleitungen zu den Elektroden zu erhalten. Die Zuleitungen zu den Elektroden sind dabei zweckmässigerweise mittels Glas oder glasähnlichen Materials in das abschliessende metallische Gefässteil einzuschmelzen.

Eine aus den obigen oder anderen Gründen erwünschte raumsparende vakuumdichte Verbindung zwischen Glas und Metall zu erhalten, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass an ein metallisches Gefässteil, welches eine im wesentlichen zylindrische Gefässwand aus Glas auf ihrer zur Einführung von Elektroden dienenden Seite abschliesst und an der Verbindungsstelle im wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet ist, ein Glasrand der Gefässwand stumpf angeschmolzen ist.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel einer Entladungsröhre wiedergegeben, welche zwei aus Metall bestehende Gefässteile a und b besitzt, von denen das Gefässteil a eine aus Kupfer bestehende Anode darstellt, während das Gefässteil b im vorliegenden Beispiel aus Chromeisen besteht und das Gefäss nach oben abschliesst. Zwischen beiden Gefässteilen a und b liegt eine im wesentlichen zylindrische Gefässwand c aus Glas, deren Höhe durch die zwischen den Gefässteilen a und b zu erzielende Isolation bestimmt wird, denn die Gefässteile a und b weisen verschiedenes Potential auf, nämlich a Anoden- und b Gitterpotential. Das abschliessende metallische Gefässteil b trägt das an den schematisch angedeuteten Streben d befestigte Gitter der Entladungsröhre. Ausserdem tragen die Chromeisenstifte e, welche an dem abschliessenden metallischen Gefässteil b durch vakuumdichte Einschmelzung in das Glasteil f befestigt sind, in nicht dargestellter Weise die Kathodenanordnung (Heizfadensystem), für welche sie auch die Zuleitung bilden. Während die vakuumdichte Verbindung zwischen dem metallischen Gefässteil a (Anode) und der aus Glas bestehenden Gefässwand c ebenso wie die vakuumdichte Verbindung zwischen dem metallischen Gefässteil b und dem Glasteil f unter Benutzung eines angeschärften Randes (vgl. z.B. Stelle g) erfolgt, ist die Gefässwand aus Glas an der Stelle h stumpf an das an dieser Stelle ringscheibenförmige metallische Gefässteil b angeschmolzen. Dadurch wird eine Umbördelung des metallischen Gefässteiles b und eine Anschärfung des durch die Umbördelung entstehenden Randes, wie z.B. an der Stelle g, entbehrlich. Es wird eine Vergrösserung der Bauhöhe der Entladungsröhre vermieden, so dass die zur Halterung der Elektroden dienenden Stützen bzw. ihre Stromzuführungen kürzer gehalten werden können. Damit wird auch die Induktivität und Kapazität dieser Röhre kleiner gehalten als bei einer Anschmelzung zwischen den Teilen b und c mit angeschärftem Metallrand am Gefässteil b. Selbstverständlich kann das metallische Gefässteil b auch aus einem anderen Material als Chromeisen bestehen. Es müssen dann Vorkehrungen getroffen werden, welche das verwendete Metall für eine Stumpfanschmelzung an den stumpfen Glasrand der zylindrischen Gefässwand hinsichtlich des Ausdehnungs- koeffizienten anpassen, so dass auch in diesem Falle eine vakuumdichte Verbindung zwischen Metall und Glas erzielt wird. Hierzu eignet sich beispielsweise bei Verwendung von Kupfer für das metallische Gefässteil b eine auf dieses an der Anschmelzstelle aufgebrachte Emailleschicht.

Die vorstehend geschilderte Anschmelzung bringt nicht nur den Vorteil einer Herabsetzung der Bauhöhe der Entladungsröhre mit sich, sondern gestattet auch eine Vereinfachung des Anschmelzverfahrens. Es werden bei der als Ausführungsbeispiel gewählten Entladungsröhre die Kathodenanordnung und das Gitter in der gezeigten senkrechten Lage von oben her in die Gefässwand c eingeführt, so dass das metallische Gefässteil b an der Stelle h auf dem stumpfen noch nicht verbreiterten Glasrand der Gefässwand c ruht. Bei einem Verfahren, bei dem die Kathodenanordnung und das Gitter mittels des metallischen Gefässteiles c von unten in Teil c eingeführt werden, ruht der stumpfe Rand des noch nicht verbreiterten Glasrandes der Gefässwand c auf dem metallischen Gefässteil b. Gleichgültig, ob die Entladungsröhre sich in der einen oder anderen senkrechten Lage befindet, übt also auf die Anschmelzstelle h das Gewicht des jeweils auf ihr ruhenden Gefässteiles einen im wesentlichen für die Anschmelzung ausreichenden Druck aus. Wird nun beispielsweise durch Hochfrequenzheizung das metallische Gefässteil b erhitzt, so schmilzt der Glasrand an der Stelle h unter Verbreiterung an das metallische Gefässteil vakuumdicht an. Selbstverständlich muss nach einer gewissen Zeit eine Abstützung des auf der Stelle h ruhenden Gewichtes erfolgen, damit die gewünschte Höhe der Gefässwand c nicht unterschritten wird. Man erkennt also, dass der Anschmelzvorgang in einfachster Weise durchzuführen ist.

Claims (3)

1. Raumsparende vakuumdichte Verbindung von Glas und Metall bei Entladungsröhren, dadurch gekennzeichnet, dass an ein metallisches Gefässteil, welches eine im wesentlichen zylindrische Gefässwand aus Glas auf ihrer zur Einführung von Elektroden dienenden Seite abschliesst und an der Verbindungsstelle im wesentlichen ringscheibenförmig ausgebildet ist, ein Glasrand der Gefässwand stumpf angeschmolzen ist.

2. Verfahren zur Herstellung einer vakuumdichten Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Gefässteil und die Gefässwand an den Stellen, an denen letztere angeschmolzen werden soll, im wesentlichen durch das Eigengewicht des metallischen Gefässteiles oder der Gefässwand, mit der gegebenenfalls ein weiteres metallisches Gefässteil der Entladungsröhre bereits vorher vakuumdicht verschmolzen wurde, zusammengehalten werden.

3. Verfahren zur Herstellung einer vakuumdichten Verbindung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschmelzen mittels Hochfrequenz-Erhitzung des metallischen Gefässteiles erfolgt und eine Anschmelzung der Gefässwand unter Verbreiterung des stumpfen Glasrandes derselben vor sich geht.