DE907092C - Isolierte Stromdurchfuehrung - Google Patents

Description

• Isolierte Stromdurchführung Die Erfindung bezieht sich auf eine insbesondere für Vakuumentladungsgefäße geeignete Stromdurchführung mit Glasisolierung, bei welcher der Stromdurchführungsbolzen, der gegebenenfalls auch ein Rohr sein kann, @in einem ihn umgebenden mantelförmigen Metallteil mittels eines ringförmigen Glaspfropfens befestigt ist, welcher sowohl mit dem Durchführungsbolzen als auch mit dem mantelförmigen Metallteil verschmolzen ist. Es ist bekannt, bei der Herstellung solcher Glaspfropfeneinschmelzungen die Ausdehnungsbeiwerte der Metallteile und des den Pfropfen bildenden Glases sowie die Wandstärke des äußeren Metallmantels so aufeinander abzustimmen, daß nach dem Niederschmelzen des Glaspfropfens im erkalteten Zustand der Durchführung der Glaspfropfen unter einer radialen Druckspannung steht. Diese Druckspannung wird so groß gewählt, daß bei den im Betrieb, insbesondere auch bei Erwärmung der Durchführung auftretenden Beanspruchungen keine oder nur so geringe Zugspannungen in dem Glaspfropfen auftreten können, daß die an sich geringe Zugfestigkeit ödes Glases nirgends erreicht wird. Man verwendet für die Herstellung des Glaspfropfens meist Weichgläser mit einem Ausdehnungsbeiwert, der wesentlich unterhalb des entsprechenden Beiwertes von Eisen liegt. Solche Weichgläser zeichnen sich durch eine hohe elektrische Durchschlagsfestigkeit und durch Beständigkeit gegen chemische Einflüsse aus. Sehr geeignet und deshalb für diesen Zweck meist verwendet ist eine im Handel unter der Bezeichnung Osram-M-Glas erhältliche Glassorte, deren Ausdehnungsbeiwert etwa 85. zo-? bis 95. 1o-7 beträgt. Der Durchführungsbolzen wird meist aus einer z. B. mit Chrom bzw. Nickel legierten Stahlsorte hergestellt, welche einen wesentlich niedrigerenAusdehnungsbeiwert besitzt als das handelsübliche gewöhnliche Flußeisen oder als sonstige im wesentlichen reine Metalle, die für den vorliegenden Zweck in Frage kommen könnten. Es ist aber auch schon vorgeschlagen worden, den Durchführungsbolzen aus gewöhnlichem, d. h. lm wesentlichen reinem Fluße@isen herzustellen, da letzteres eine bessere elektrische Leitfähigkeit besitzt als legierter Stahl und im übrigen auch billiger, leichter zu beschaffen und besser bearbeitbar ist. Allerdings muß bei der Verwendung reinen Eisens für den Durchführungsbolzen darauf Rücksicht genommen werden, daß der Bolzen dann beim Erkalten stärker schrumpft, d. h. dem sich zusammenziehenden Glasring stärker ausweicht, als wenn er aus legiertem Stahl bestände. Man kann trotzdem das Auftreten von Zugspannungen in dem Glaspfropfen verhindern, wenn man dafür sorgt, daß die von dem umgebenden mantelförmigen Metallteil infolge der Verschiedenheit der Ausdehnungsbeiwerte auf den Glaspfropfen ausgeübten Druckkräfte letzteren hinreichend stark zusammenpressen. Das erfordert im allgemeinen eine größere Wandstärke des äußeren Metallmantels, als sie bei Herstellung des Bolzens aus legiertem Stahl nötig wäre. Liegt die Wandstärke des Metallmantels aus anderen Gründen auf einem zu kleinen Wert fest, so kann man das angestrebte Ziel durch Aufschrumpfen eines Verstärkungsringes trotzdem erreichen. Es ist weiterhin bekannt, die mit dem Glaspfropfen zu verschmelzenden Metalloberflächen vorher mit einem Emailleüberzug zu versehen, wodurch eine bessere Haftung des Glases an den Metallteilen sowie eine günstigere Form des Überganges der Glasränder auf das Metall erzielt wird.
• Vielfach ist es nun notwendig, die Oberfläche des Durchführungsbolzens, anschließend an den Glaspfropfen, noch auf eine gewisse Strecke seiner Länge mit einem isolierenden Überzug zu versehen. Dadurch wird der Kriechweg vergrößert und bei Anodendurchführungen für Vakuumentladungsgefäße verhindert, daß an dem Anodenbolzen unerwünschte Entladungen ansetzen. Es ist bereits vorgeschlagen worden, zu diesem Zweck den Durchführungsbolzen mit einem Glasüberzug zu versehen, der mit dem Glaspfropfen verschmolzen ist. Man stellt diesen Glasüberzug meist so her, daß man den Bolzen vor Herstellung der Verschmelzung mit Glas umwickelt. Nach einem neueren Vorschlag kann der Glasüberzug auch so hergestellt werden, daß über den senkrecht stehenden Bolzen ein Glasrohr gehängt wird, welches oben mit einer vorzugsweise konischen Verengung über einen entsprechenden Absatz des Bolzens greift und so in seiner Lage sehalten wird. Dieses Glasrohr wird sodann niedergeschmolzen, wobei dieses Niederschmelzen mit dem Niederschmelzen des Glaspfropfens in einem und demselben Arbeitsgang erfolgen kann.
• Als Material für den Glasüberzug verwendet man dieselbe Glassorte wie für den Glaspfropfen, also vorzugsweise das schon erwähnte Osram-M-Glas. Einen solchen Glasüberzug konnte man bisher aber nur dann verwenden, wenn der Durchführungsbolzen aus legiertem Eisen bestand, weil sich sonst infolge des großen Unterschiedes der Ausdehnungsbeiwerte zwischen dem Bolzenmaterial und dem Glas des Überzuges in dem letzteren beim Erkalten Risse zeigten bzw. weil der Überzug von dem Bolzen abriß. Man war jedenfalls überzeugt, daß sich der Glasüberzug bei Durchführungsbolzen aus gewöhnlichem, im wesentlichen reinem Eisen nicht anwenden ließe. Das Bestreben muß aber dahingehen, auch bei Anwendung des Glasüberzuges den Durchführungsbolzen aus reinem, unlegiertem Eisen bzw. einem sonstigen reinen Metall, z. B. aus Kupfer, herstellen zu können, um einerseits Chrom zu sparen und andererseits den Vorteil der größeren Leitfähigkeit reiner Metalle im Interesse einer geringeren Stromwärmeentwicklung ausnutzen: zu können.
• Überraschenderweise hat sich nun bei eingehenden praktischen Versuchen gezeigt; daß es entgegen der Annahme der Fachleute auch möglich ist, auf einem Bolzen aus gewöhnlichem Flußeisen einen haltbaren Glasüberzug aus derselben Glassorte, aus der der Glaspfropfen besteht, herzustellen. Dies kann dadurch erreicht werden, daß bei Anwendung einer Grundschicht aus Emaille auf dem Bolzen der Glasüberzug wesentlich dünner gemacht wird, als es bisher üblich war. Die Erfindung besteht demgemäß darin, daß trotz Verwendung der gleichen Glassorte für den Überzug wie für den Glaspfropfen bei Benutzung einer Emaillezwischenschicht der Durchführungsbolzen aus im wesentlichen reinem Eisen besteht, wobei ein Zerspringen bzw. Abspringen des Glasüberzuges durch eine sehr geringe Dicke des letzteren verhindert wird.
• Es hat sich gezeigt, daß ein Glasüberzug von der Stärke, wie sie bei den sogenannten Glasemaillen üblich ist, den gestelltenAnforderungen hinsichtlich der Haltbarkeit entspricht. Eine Überzugsdicke von z mm hat noch brauchbare Resultate ergeben. Man wird den Überzug zweckmäßig nicht in Form einer Glasbewicklung herstellen, weil sich so dünne Glasbewicklungen schlecht herstellen lassen. Besser erscheint deshalb das obenerwähnte Herstellungsverfahren, bei dem ein über den Bolzen gehängtes Glasrohr niedergeschmolzen wird. Das Glasrohr wird dabei zweckmäßig kürzer gehalten, als es der unten durch eine Form festgelegten Länge des fertigen Glasüberzuges entspricht, so daß sich das Glasrohr beim Niederschmelzen längen muß.
• In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Längsschnitt durch eine Stromdurchführung gemäß der Erfindung dargestellt. z ist der Durchführungsbolzen, der aus reinem Eisen besteht: Dieser Bolzen ist auf einem Stück seiner Länge, das mindestens der Länge des Glasüberzuges entspricht, mit einer Emaillierung q. versehen. 5 ist der dünne Glasüberzug und 3 der ringförmige Glaspfropfen, der einerseits mit dem Glasüberzug 5 und andererseits mit dem mantelförmigen Metallteil e verschmolzen ist. Mit 6 ist ein Schrumpfring zur Verstärkung des Metallmantels 2 bezeichnet.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Mit Glas isolierte Stromdurchführung, vorzugsweise für Vakuumentladungsgefäße, bei welcher der Durchführungsbolzen in einem ihn umgebenden mantelförmigen Metallteil durch einen mit beiden verschmolzenen, unter radialer Druckspannung stehenden, ringförmigen Glaspfropfen befestigt und auf eine größere Strecke mit einem sich an den Glaspfropfen anschließenden Glasüberzug aus demselben Glas wie der Pfropfen versehen ist, dessen Haftung auf dem Durchführungsbolzen durch eine Emaillezwischenschicht vergrößert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchführungsbolzen aus im wesentlichen reinem Eisen besteht,- wobei ein Zerspringen bzw. Abspringen des Glasüberzuges durch eine sehr geringe Dicke des letzteren verhindert wird.
2. 2. Stromdurchführung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasüberzug durch Niederschmelzen eines über den Durchführungsbolzen geschobenen Glasrohres gebildet ist.
3. 3. Verfahren zur Herstellung des Glasüberzuges bei einer Stromdurchführung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Glasrohr während des Niederschmelzens auf dem senkrecht stehenden Durchführungsbolzen durch eine vorzugsweise konische Verengung, die über einen entsprechenden Absatz des Bolzens greift, in seiner Lage gehalten wird.