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Procédé de production d'un joint hermétique entre un objet en verre et un objet métallique.
Dans les cas où un objet en verre, par exemple un disque doit être soudé par fusion à un objet métallique tubulaire on procède habituellement de la manière suivante: on part d'un dis- que en verre dont les dimensions de la circonférence extérieure correspondent sensiblement à celles de la circonférence intérieu- re de l'objet métallique à l'endroit du joint à établir lorsque l'objet métallique se trouve à l'état chauffé, et-on introduit 1-'objet en verre dans la partie tubulaire de l'objet métallique.
Lors du refroidissement subséquent le metal se contracte en rai- son de la différence des coefficients de dilatation, dans une mesure plus forte que le verre, ce qui a pour résultat d'établir le joint voulu. On doit s'arranger dans ce cas pour qu'à l'endroit
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du joint à établir l'objet en verre possède des dimensions très exactes par rapport aux dimensions de l'objet métallique.
Tel n'est plus le cas dans le procédé suivant l'invention.
Ce procédé permet d'établir d'une façon très simple un joint hermétique entre un objet en verre et un objet métallique tubu- laire et de sceller l'objet en verre aussi bien dans la pièce tubu laire qu'autour de celle-ci. Le procédé suivant l'invention est caractérisé par le fait que la partie tubulaire de l'objet mé- tallique portée à une température supérieure à la température de ramollissement de la matière de l'objet en verre, est placée sur une partie de l'objet en verre qui présente la forme d'une plaque et qui est également chauffée au préalable, de telle façon que le contour de la partie métallique soit situé entièrement à l'inté- rieur du contour de cette partie en verre, la partie métallique étant ensuitè poussée à travers la partie en verre.
Du fait que l'objet métallique tubulaire est poussé à travers le verre, le metal adhère au verre immédiatement après l'insertion si l'on n'a pas pris de précautions pour empêcher cette adhérence. Con- formément à l'invention, du fait que le métal adhère immédiate- ment au verre, on peut produire non seulement des joints dans lesquels la matière exterieure possède le coefficient de dilata- tion la plus élevé, comme c'est le cas des joints connus men- tionnés au début, mais aussi des joints dans lesquels les coef- ficients de dilatation des.'-deux matières sont égaux ou sensible- ment égaux. Il est même possible de produire des joints dans lesquels le coefficient de dilatation de la matière extérieure est légèrement inférieur à celui de la matière intérieure.
En général, on tend à admettre en substance des tensions de compres- sion dans le verre se trouvant à l'endroit du joint.
La description qui va suivre en regard du dessin annexé donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention.
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Les figs. 1, 2, 3 et 4 montrent trois stades successifs de la production d'un joint hermétique suivant l'invention entre un objet métallique affectant la forme d'une ampoule cylindrique 1 dont la paroi a une épaisseur de 0.75 mm., et un objet en verre 2 ayant ici la forme d'une plaque. L'ampoule 1 dont la partie inférieure affecte une forme tubulaire, est constituée par du fer à coefficient de dilatation linéaire de 129 x 10-7, tandis que l'objet en verre 2 consiste en un verre au plomb ayant un coefficient de dilatation de 90 x 10-7. La plaque de verre 2 re- pose sur une table 4.
Tout d'abord on place l'ampoule 1 et la plaque 2 dans les positions relatives montrées sur la fig. 1. Par chauffage à haute fréquence on porte alors l'ampoule, plus particulièrement son bord inférieur 3, à une température de 700 environ et à l'aide de brûleurs à gaz, on chauffe la plaque à une température de 400 environ. Puis, on abaisse l'ampoule de sorte que le bord 3 entre en contact avec la face supérieure de la plaque 2; on doit alors veiller à ce que le contour de la partie métallique, c'est-à-dire de l'ampoule 1, soit situé entièrement à l'interieur du contour de la partie en verre, c'est-à-dire de la plaque 2, comme le montre nettement la fig. 4 qui représente une vue de dessous de la fig. 3.
On pousse alors le bord inférieur 3 de l'ampoule 1 à travers la plaque en verre 2 (fig.2) jusqu'à ce que ce bord s'ap- puie sur la table 4 qui porte la plaque 2. On obtient alors la situation représentée sur les figs. 3 et 4. Le bord inférieur de l'ampoule 1 a découpé pour ainsi dire, un disque circulaire 2b dans la plaque 2 et sa paroi intérieure adhère à la paroi vertica- le de la partie 2b de la plaque 2. Lorsqu'on laisse se refroidir le métal et le verre, le métal se contracte dans une mesure plus forte que le verre, ce qui a pour résultat que le disque en verre 2b s'attache rigidement à la paroi intérieure du bord inférieur 3 de l'ampoule 1 une liaison hermétique entre la plaque 2b et l'ampoule 1 étant ainsi obtenue.
La partie de la plaque qui est @
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située à l'extérieur du bord inférieur 3 de l'ampoule (désignée sur les figs. 3 et 4 par 2a) se contracte lors du refroidisse- ment dans une mesure moins forte que l'ampoule 1 de sorte qu'entre la paroi extérieure de cette dernière et la partie 2a de la plaque en verre 3 il se produit un espace (dont les dimen- sions sont exagérées sur les figs. 3 et 4) qui permet, lorsque l'ensemble s'est refroidi suffisamment, d'enlever l'ampoule 1 avec le disque 2b scellé dans cette dernière, du reste 2a de la plaque 2. Si également la partie 2a de la plaque 2 devait adhérer au bord 3 de l'ampoule, on pourrait aisément détacher cette partie du bord 3 par de légers coups.
Dans ce mode de scellement on met à profit le phénomène que le verre peut supporter de très grandes tensions de pression ; ledisque 2b étant, en effet-, soumis à une pression. D'une manière connue en soi-même, le disque 2b peut comporter plusieurs fils métalliques scellés dans son épaisseur, un queusot, etc. puis peuvent faire office d'or- ganes d'amenée de courant dans le cas où l'ampoule 1 et le disque 2b de la fig. 3 doivent servir d'enveloppe pour un tube à dé- charges. Dans ce cas l'ampoule 1 peut egalement être équipée d'un ou plusieurs organes d'amenée de courant et/ou d'un queusot.
Pour donner à l'air se trouvant entre l'ampoule 1 et le disque 2b, la possibilité d'échapper au cours du scellement, ce disque ou l'ampoule est muni d'une ouverture quelconque, en l'occurrence le queusot la de l'ampoule.
Conforraément à l'invention, il est avantageux de revêtir les parties de l'objet métallique qui doivent adhérer au verre, en l'occurrence la paroi intérieure de la partie inférieure 5 de l'ampoule 1, au préalable d'une couche d'émail qui favorise l'adhérence du métal au verre. Conformément à l'invention, il est aussi avantageux de revêtir les parties de l'objet métallique qui, bien qu'elles entrent en contact avec le verre plastique, ne doivent pas adhérer à ce dernier, en l'occurrence la paroi extérieure de la partie inférieure 3 de l'ampoule 1, d'une couche
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d'une substance qui empêche le metal d'adhérer au verre, par exemple de graphite.
Conformément à l'invention, plus particulièrement l'objet en verre peut avoir, au moins à l'endroit du joint, une structu- re étanche aux gaz qui comporte, au moins dans une proportion de 5%, des cavités finement divisées et qui possède un poids spéci- fique de 5% au moins inférieur à celui du verre présent à l'état homogène et sensiblement exempt d'air ou de gaz dans l'objet à l'endroit du joint. On peut s'imaginer, par exemple, le cas ou la plaque en verre 2 représentée sur les figs. 1, 2, 3 et 4 est constituée par le verre dit "pulvérulent" comme déprit dans le brevet antérieur n .441.013, cette plaque pouvant faire partie, par exemple, d'un objet en verre clair.
La Demanderesse a trouvé que notamment ce verre pulvérulent convient extrêmement bien à l'utilisation dans un joint produit conformément à l'invention.
Tandis que dans l'exemple représenté sur les figs. 1, 2, 3 et 4 le coefficient de dilatation du métal est supérieur à celui du verre, il est, conformément à l'invention, aussi possible d'éta.blir un joint dans lequel le verre possède un coefficient de dilatation égal à celui du métal. Un exemple de ce joint est représenté sur la fig. 5.
Dans le joint réalisé conformément à l'invention et représenté à titre d'exemple, sur la fig. 5 la partie tubulaire cylindrique 5 est constituée par du ferro-chrome à coefficient de dilatation de 95 x 10-7. L'objet en verre est constitué par un corps 6 en forme de gobelet dont le fond 7 affecte la forme d'une plaque. Ce corps en verre consiste en un verre au plomb dont le coefficient de dilatation s'élève également à -95 x 10-7.
D'une manière analogue à celle decrite en regard des figs. 1, 2, 3, et 4, l'objet métallique 5 est porté à une température de 600 environ ; le fond 7 du gobelet 6 étant plus particulièrement chauffé à une température de 300 C environ. Puis on pousse le tube métallique à travers le fond 7 du gobelet 6. Lors du re-
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froidissement subséquent, le fond 7 et le tube 5 se rétrécissent dans le sens radial dans une mesure sensiblement egale . De cette manière aussi on obtient un joint étanche aux gaz.
Il est évident que dans ce mode de réalisation de l'inven- tion ainsi que dans celui qui est représente sur les figs. 6 et 7, on peut prendre les mesures décrites au sujet des figs. 1 et 4 pour favoriser l'adherence du métal au verre et pour empêcher l'adhérence de ces matières aux endroits où cela est indésirable.
La fig. 6 représente une vue de dessous d'un joint réali- sé suivant l'invention, dans lequel la partie tubulaire 10 de l'objet métallique présente une section triangulaire au lieu d'une section circulaire. Pour assurer une adhérence satisfaisante du verre 11 (en l'occurrence du verre pulvérulent à coefficient de dilatation de 90 x 10-7) au métal 10, en l'occurrence du fer à coefficient de dilatation de 129 x 10-7 et pour obtenir sur toute la circonférence un joint qui assure le vide, les parties de la section du tube, qui relient les sommets A, B et C l'un à l'autre, ne sont pas rectilignes mais, suivant un mode de réali- sation avantageux de l'invention, légèrement incurvées.
Enfin, la fig. 7 représente un mode de réalisation de l'invention qui montre le joint entre un tube 12 en cuivre à coefficient de dilatation de 190 x 10-7 et une plaque 13 en verre au plomb à coefficient de dilatation de 190 x 10-7. Pour empêcher que par suite des tensions de compression se produisant dans la matière de la plaque 13 au cours du refroidissement, la matière de l'organe tubulaire 12 qui est constitué, coame il a été dit plus haut, par du cuivre, et qui possède donc une basse limite .d'écoulement, subisse une déformation permanente, le bord infé- rieur 14 de l'organe 12 est entouré d'un anneau 15 en une ma- tière (en particulier un autre métal) dont la limite d'écoulement est supérieure à celle du cuivre.
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