CH200166A

CH200166A - Vakuumdichte Verbindung mit Glas als Dichtungsmittel.

Info

Publication number: CH200166A
Authority: CH
Inventors: Aktiengesellschaft C Lorenz
Original assignee: Lorenz C Ag
Priority date: 1936-05-15
Filing date: 1937-05-12
Publication date: 1938-09-30

Description

Vakuumdichte Verbindung mit Glas als Dichtungsmittel. Die überaus günstigen Eigenschaften des Glasces, zur Herstellung vakuumdichter Ver- bindungen sind bekannt. Es. müssen dabei bekannte Vorbedingungen hinsichtlich der Bindefähigkeit und der Wärmeausdehnung der zu verbindenden,Stoffe erfüllt sein.

So weit hierbei Metalle in, Betracht kommen, sind besondere, meist kostspielige Ein- schmelzlegierungen entwickelt worden.,deren Ausdehnungskoeffizienten im Bereiche des Ausdehnungskoeffizienten der üblichen Glas sorten liegen.

Die den Gegenstand vorliegender Erfin- dung bildende vakuumdichte Verbindung mit Glas als Dichtungsmittel ist dadurch ge- kennzeichnet, dass ein Körper, der nicht mit Glas verschmelzbar ist, Hilfskörper trägt, die ihrerseits mit Glas versühmelzbar sind, wobei die Glasmasse, unter Überdeckung der ganzen:

Trennfugen zwischen Körper und Hilfskörper, eine Brücke zwischen den Hilfs- körpern bildet und mit diesen verschmolzen ist. Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen -vakuumdichten Verbindung.

Die Erfindung ist im folgenden an Bei spielen erläutert.

Fig. 1 bis 8 sind Schnittansichten je eines Ausführungsbeispiels. der vakuumdich ten Verbindung nach der Erfindung.

Die Anordnung nach Fig. 1 enthält ein Eisenrohr 1, einen keramischen Ring 2" der in einer ringförmigen Ausspamung des Roh res 1 liegt und eine Art Flansch bildet, einen zylindrischen Hilfskörper 3, der in dem Rohr 1, auf einer ,Schulter desselben sitzt,

und einen Glasüberzug 4, welcher die Trennfugen der Teile 1-, 2, 3 verdeckt. Das Rohr 1 ist nicht mit Glas verschmelzbar. Die Hilfskörper 2, 3 jedoch sind mit dem Glas vers,ehmelzbar, so dass der LTberzug 4, auf die Teile 1" 2, 3;

aufgegossen oder in an derer Weise aufgebracht, einen; vakuumdich ten Abschluss bildet. Diese Anordnung ist mit Eisen von dem hohen Ausdehnungs koeffizienten 1'l7 .10-7 und mit verschiede- nen Glasarten hergestellt worden,

deren niedrigster Ausdeharungskoeffizi.ent 55.10-T und deren höchster Ausdehnungskoeffizient 95 . 10r-7 war. Da das Rohr 1 an der Stirn wandung mit Glas.

überschmolzen ist, so ist diese Übergangsstelle, trotzdem der Teil 1 mit dem Teil 4 an sich nicht verschmelzbar ist, vakuumdicht. Der Luftweg um den Teil 1 wird daher an dieser Überschmel- zungsstelle unterbrochen.

In der Anordnung nach Fig. 2 sind ein Eisenrohr 1, welches mit Glas nicht ver- schmelzbar ist, um ein Glasrohr 4a durch Ringe 2, 8 miteinander verbunden, die mit Glas versehmelzbar sind. Auch hier bildet der Glaskörper, d. h.

das Rohr 4a, einen vakuumdiehten Abschluss, weil er jede Trennfuge abdeckt.

Die mit Glas überzoge- nen Oberflächen der Hilfskörper 2, 3 kön nen in derselben Ebene liegen, und der nicht mit Glas versnchmelzbare Körper 1 braucht nicht bis zu diesem Oberflächenniveau der Hilfskörper zu reichen.

Die Anordnung nach Fig. 3 gleicht im wesentlichen :der in Fig. 2 dargestellten. Der Glaskörper ist hier ein rohrförmiger An satz 4b, an den eine Pumpe angesehltissen wird, um zum Beispiel ein elektrisches Ent ladungsgefäss zu evakuieren, zu weloh>,

m das Rohr 1 als Bestandteil gehört. Der Ansatz 4b wird nach dem Evakuieren. in bekannter Weise abgeschmolzen. Das Rohr 1 kann zum Beispiel aus Stahl bestehen.

In der Anordnung nach Fig. 4 ist das Essenrohr 1 mit einem Bund 5 versehen4 der zwischen die Ringe 2, 3 ragt, die hier beide auf der Aussenseite des Rohres 1 angeordnet sind.

Der Glaskörper ist ein Rohr 4,e, wel ches auf die Teile 2, 5, 3 aufgeschmolzen ist und so deren Trennfugen abdichtet.

In der Anordnung nach Fig. 5 sind ein nicht versohmelzbares Eisenrohr 1 und ein versohmelzbares Kupferrohr 6 durch die ver- schmelzbaren Hilfskörper 2,

3 und den Glas überzug 4 miteinander verbunden. Das Rohr 6 ist an seinem einen Ende verbreitert und stützt sich mit diesem gegen den Hilfskörr- per 3.

Der Hilfskärger 3, der von einer dem Hilfskörper 3 der Fig.1 ähnlichen Ausbil- dung ist, ist an seinem Rande 8 abgerundet und hat eine ringförmige Ausnehmung 7, die dazu dient,

mechanische Spannungen auszugleichen und so zu verhüten, dass in dem Überzug 4 Sprünge oder Risse entstehen.

In Fig. 6 bezeichnet 1 ein Stahlrohr als niehtverschmelzbaren Teil, 2 einen Metallring, 3 eine verschxnelz- bare keramischeScheibe, die eine Bohrung für eine Stromzuführung 9 hat. Diese ist mit- tels der Glasschicht 4 befestigt.

In Fig. 7 bezeichnet 1 ein eisernes Vakuumgefäss, welches mit Glas nicht ver- schmelzbarr und an seinem die Hilfskörper 2,

3 tragenden Ende querschnittverjüngt ist. Der versehmelzbare Ring 2 besteht aus einem Metall, die verschmelzbam Scheibe 3 aus keramischem Material. Die Scheibe 3 hat Bohrungen, in, welche Metallglieder 10 ein gefügt sind,

um als Stromzuführung zu die nen. Die Netallglieder, 10 werden von Glas- versohmelzungen;

4' abgedichtet, die auf der Glasschicht 4 angeordnet sind. Die Schmelz stellen 4' der durch dos keramische, veT- schmelzbane Stück 8 reichenden Stromzufüh- rungen 10 liegen, ausserhalb der spannungs- tragenden Glasdeokschicht 4.

Die Anordnung nach Fig.8 gleicht im wesentlichen der in Fig. 7 gezeigten,

nur da$ die Glasschicht 4 auch dis Metallglieder 10 abdichtet und so die in Fig. 7 dargestellten Verschmelzungen 4' vermeidet. Ferner hat der Hilfskörper 3, zum. Unterschiede I> von dem in Fig. 7 gezeigten, eine Aussparung 11,

die dazu dient, mechanische Spannungen auszugleichen.

Das Rohr 1 kann statt aus Eisen oder Stahl zu bestehen, aus Messing oder einem andern. Material sein, nämlich einem Material, welches mit den Glasarten,

denen Ausdehnungskoeffizienten von 55.10-7 bis 95. 1a0-7 eigen sind, nicht vemchmelzbar ist.

Es ist auch: möglich, einen der Hilfskörper 2, 3, die mit Glas verechmelzbar sein sollen, aus keramischem Material, den andern aus einer Metallegierung herzustellen, z.

B. aus einer Kupfer- oder Nickellegierung, aus der auch beide Hilfskörper 2., 3 bestehen können.

Versuche haben gezeigt, dass. Form und Dimensionen der miteinander zu verschmel zenden Teile so zu wählen sind, dass einer seits alle Spannungskräfte überwiegend in derselben Ebene liegen, und dass@ anderseits die Produkte aus Volumen und Ausdeh nungskoeffizienten dieser Teile einander möglichst gleich sind. Diese Produkte dürfen. sich jedenfalls nicht so voneinander unter- scheiden,

dass .innerhalb eines bestimmten Temperaturbereiches Änderungen der Tempe- raturspannungskräfte in :der Glasschicht 4 entstehen lassen, welche die Festigkeit des Glasquerschnittes überwinden. Die mit Glas.

zu überziehenden Teile brauchen jedoch dort, wo das Glas aufgebracht wird, nicht genau bündig miteinander zu sein. Ferner ist kein besonderes Glas erforderlich, d. h. kein Glas eines bestimmten Ausdehnungskoeffizienten.

Statt,die Hilfskörper 3., wie sie zum Bei spiel in Fig. 5 und 8 gezeigt sind, mit Aus nehmungen 7 oder 11 zu versehen, können; sie durch Ändern ihrer Dicke oder Gestalt auf den geeigneten Masseinhalt gebracht werden.

Das keramische Material, aus dem die in F.ig. 6 bis 8 gezeigten Hilfskörper 3 herge- stellt sind, ist vorzugsweise porösen Gefüges und kann mit Körpern ausgerüstet sein, die aus einem -dichten keramischen Material, vor- zuUsweise geringer elektrischer Verluste be- stehen.

Der Glasüberzug 4 kann in der Weise hergestellt werden, dass Glasschichten auf einander angeordnet und dann miteinander verschmolzen werden. Dies erlaubt, den Über zug 4 aus verschiedenen Glasarten zusam menzusetzen.

Claims

PATENTANSPRüCHE: I. Vakuumdichte Verbindung mit Glas als Dichtungsmittel, @dadurch,gekennzeichnet, .dass ein Körper, der nicht mit Glas, ver- schmelzbar ist, Hilfskörper trägt, die ihrerseits mit Glas verschmelzbar sind, wobei die Glasmasse, unter Überdeckung ,der ganzen Trennfugen, zwischen Körper und Hilfskörper,

eine Brücke zwischen den Hilfskörpern bildet und mit diesen verschmolzen ist. II. Verfahren zur Herstellung einer vakuum- .d.ichten Verbindung nach. Patentan spruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das dichtende Glas :schichtweise aufge- bracht wird und die Glasschichten dann miteinander verschmolzen wenden.

UNTERANSPRÜCHE: 1. Verbindung nach Patentanspruch I, da- durch gekennzeichnet, dass die Dimensio nen der miteinander verschmolzenen Teile so gewählt sind, dass die Produkte aus Aden Ausdehnungskoeffizienten und den Volumina dieser Teile sich nicht wesentlich voneinander unterscheiden. 2.

Verbindung nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der nicht mit Glas verschmelz- bare Körper an seiner mit dem Dich- tungsglas versehenen;

Stirnseite mit Material versehen ist, das. mit Glas ver- schmelzbar ist. 3. Verbindung nach Patentanspruch I und ,den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Glas ver- schmelzbare Material aus metallenen Ringkörpern besteht. 4.

Verbindung nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeieh- net, dass, das, mit Glas verschmelzbare Material aus einer keramischen Masse besteht.

5. Verbindung nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, @dadurch gekennzeich- net, dass das mit Glas verschmelzbare Material zum Teil aus Metall, zum Teil aus einem keramischen Material besteht. 6.

Verbindung nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, gekennzeichnet durch ein aussen auf dem nicht mit Glas ver- sohmelzbaren Körper liegendes, mit Glas verechmelzbares MetaIlstüek und ein innerhalb dieses Köpers, liegendes,

gleich falls versohmel@zbaresStück aus kera- misaher Masse. 7. Verbindung nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, da8 die keramische Masse des innern, versohmelzbaren Stückes porös ist.

B. Verbindung nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1, 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das innen liegende, verschmelzbare ,Stück aus einer porösen keramischen Masse besteht, die mit Kör pern aus dichtem, elektrisch verlust armem Material ausgerüstet ist. 9.

Verbindung nach Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1, 6 und 7 dadurch gekennzeichnet, dass das innere. kera mische verschmelzbare Stück zur vakuum- dichten Befestigung von Halte- und Stromzuführungsdrähten für Elektroden dient. 10.

Verbindung nach Patentanspruch I und dien Unteransprüchen 1, 6, 7 und 9, da durch gekennzeichnet, dass die Schmelz- stellen der durch das,

keramische. ver- schmelzbare Stück reichenden Stromzu- führungen ausserhalb der spannungs tragenden Glaadeckschieht liegen. 11.

Verbindung nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der nicht mit Glas verschmelzbare Körper dort, wo er die mit Glas versohmelzbaren Ililfskbr- per trägt, querschnittsverjüngt ist. 12.

Verbindung nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, das der nicht mit Glas verschmelzbane Körper einen Bund hat, der zwischen die mit Glas vor schmelzbaren Hilfskörper ragt.

1'3. Verbindung nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das mit Glas verschmelzbare Material eine Kupfer legierung ist.

14. Verbindung nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das mit Glas verechmelzbare Material eine Nickel- legierung ist. 15.

Verbindung nach Patentanspruch I, da- ,durch gekennzeichnet, dass die mit Glas überzogenen Oberflächen der verschmelz- baren Hilfskörper in derselben Ebene liegen und der nicht mit Glas ver- sahmelzbare Körper

nicht bis zu diesem Oberflächenniveau der Hilfskörper reicht. 16. Verfahren nach Patentanspruch 1I, da- du-roh gekennzeichnet, dass die Glas- ,schichten sich durch die Glasart vonein ander unterscheiden.