ITUD950055A1

ITUD950055A1 - Conduttore metallico isolato e procedimento per la sua realizzazione

Info

Publication number: ITUD950055A1
Application number: IT000055A
Authority: IT
Inventors: Theodore Schmitt
Original assignee: Electrovac
Priority date: 1994-03-30
Filing date: 1995-03-30
Publication date: 1996-09-30
Also published as: GB2287898A; FR2718278B1; DE19510986A1; US5547120A; CH690344A5; FR2718278A1; GB2287898B; ITUD950055A0; GB9506482D0; DE19510986B4; IT1280152B1

Description

Descrizione di brevetto per invenzione industriale

Titolo:

CONDUTTORE METALLICO ISOLATO E PROCEDIMENTO PER LA SUA REALIZZAZIONE

L'invenzione si riferisce ad un procedimento per la produzione di un collegamento a tenuta di gas tra un conduttore ed un isolamento, in forma di un tubo, secondo il termine generico della rivendicazione 1 .

Ceramica o vetro sono materiali isolanti conosciuti da tempo, di elevato valore, per conduttori elettrici metallici. Di norma, ii conduttore viene collocato, allo scopo dell'isolamento, in un tubo di ceramica, oppure, per la salvaguardia della flessibilità del conduttore, in una pluralità di corti tubetti di ceramica o perle di vetro, infilati l'uno nell'altro.

Fino a questo momento, il collegamento a tenuta di gas tra conduttore e isolamento è stato sempre prodotto in maniera tale che, per esempio, nel punto di uscita del conduttore dall'isolamento, era stata applicata una sigillatura a tenuta di gas di questo punto di uscita.

Lo svantaggio di questo stato della tecnica è che il collegamento a tenuta di gas limita il materiale isolante, il conduttore aN'ambito relativamente piccolo della sigillatura, e quindi risulta il pericolo del sorgere di punti non ermetici, sia nella produzione che nell'inserimento, per esempio per mezzo dell'effetto di forze meccaniche.

Compito dell'invenzione è di evitare questi svantaggi.

In maniera conforme all'invenzione, questo viene raggiunto con un procedimento del tipo nominato all'inizio, attraverso le caratteristiche della rivendicazione 1.

Attraverso le disposizioni proposte è assicurato che il metallo conduttore viene fuso nel tubo, e di conseguenza si verifica un collegamento interno con la superficie del foro del tubo, e quindi si arriva ad un innesto del metallo conduttore nelle parti disuguali della parete interna del tubo. Di conseguenza, risulta un collegamento ermetico del metallo conduttore con il tubo che lo circonda.

Ne è risultato che in questa maniera semplice ed economica può essere raggiunto un collegamento a vuoto ed a tenuta di gas tra metallo e isolatore. Solo quando il metallo fuso non si fosse appoggiato in alcuni pochi punti al materiale isolante circostante, allora la conduttività elettrica, nonostante questo, allo stesso modo del collegamento a tenuta di gas, viene completamente mantenuta per tutta la lunghezza totale del conduttore.

Nel caso di fusione del metallo conduttore nel tubo, è vantaggioso scegliere un tipo di riscaldamento del conduttore nel quale, sostanzialmente, solo lo stesso conduttore viene direttamente riscaldato, e non il tubo che lo circonda. In questo caso è adatto, per esempio, un riscaldamento del conduttore per mezzo di una resistenza, in cui una corrispondente corrente elevata scorre attraverso il conduttore e lo riscalda, in cui le zone sporgenti del conduttore possono essere raffreddate in caso di necessità.

Inoltre è anche possibile riscaldare il conduttore per mezzo di campi magnetici alternati, in cui si arriva alla formazione di una corrente parassita di Foucalt nel conduttore, la quale lo riscalda. Nel caso di un tale riscaldamento del conduttore, risulta il vantaggio che la zona di influenza dei campi magnetici alternati può essere limitata abbastanza bene all'ambito desiderato della fusione.

Nel caso di un riscaldamento del conduttore che agisce sostanzialmente solo su questo, come persino un riscaldamento elettrico per resistenza o un riscaldamento mediante corrente parassita di Foucalt, è anche possibile collegare ermeticamente con il tubo dei conduttori, il cui punto di fusione si trova oltre la temperatura di eliminazione delle endosollecitazioni o di fusione del tubo circostante, il quale è prodotto per esempio di vetro, in cui il tubo rimane sostanzialmente nella sua forma. Di conseguenza, nel caso di necessità, il tubo può anche essere raffreddato.

Nel caso di tubi fatti di un materiale, per esempio ceramica, la cui temperatura di eliminazione delle endosollecitazioni o di fusione si trova oltre la temperatura di fusione del materiale conduttore, il riscaldamento può avvenire anche attraverso calore per irradiazione, o mediante collocazione in un corrispondente mezzo caldo, per esempio aria riscaldata in maniera corrispondente, oppure un gas inerte riscaldato, in cui lo stesso tubo viene riscaldato direttamente, ed il metallo conduttore viene riscaldato attraverso il calore che attraversa le pareti del tubo.

Si è dimostrato come uno dei vantaggi del procedimento conforme all'invenzione il fatto che questo può aver luogo in una atmosfera di gas normale. In alcuni casi può tuttavia essere conveniente eseguire il procedimento di fusione in un impianto sottovuoto, eventualmente con l'azione di una pressione sul metallo conduttore fuso nel tubo.

Attraverso le caratteristiche della rivendicazione 2, risulta un collegamento particolarmente stretto del metallo conduttore con la parete interna circostante del tubo, poiché mediante l'azione della pressione il metallo conduttore fuso penetra particolarmente bene nelle piccole disuguaglianze della parete interna del tubo. Di conseguenza, l'intera parete interna del tubo viene sostanzialmente coperta con il metallo conduttore fuso.

Atraverso le carateristiche della rivendicazione 6 viene raggiunta allo stesso modo una copertura ampiamente completa della parete interna del tubo con il metallo condutore.

Attraverso le caratteristiche della rivendicazione 5 è possibile, in una maniera particolarmente semplice, esercitare una pressione sul metallo conduttore fuso all'interno del tubo. Di conseguenza, viene eliminata una eventuale differenza tra il volume dell'interno del tubo ed il volume del filo che può essere dato per poter inserire il filo nel tubo.

In pratica questa lunghezza eccessiva può essere spinta in avanti, con l'aiuto di un dispositivo meccanico, nell'interno caldo del tubo di ceramica, così a lungo fino a che avviene un riempimento completo dello stesso con il metallo. D'altro canto, il tubo di ceramica può anche rimanere verticale durante il procedimento di fusione, e la lunghezza eccessiva del metallo può penetrare nell'interno del tubo, seguendo la forza di gravità.

Per il resto, in una scelta adatta del diametro del tubo di ceramica e del filo infilato in un ambito dimensionale che è consueto in piccole parti di costruzione per conduzioni elettriche, è stato provato che durante il procedimento di fusione attraverso l'azione capillare all'interno del tubo di ceramica non avviene nessuna fuoriuscita di metallo fluido dal tubo.

Risulta in questo modo un conduttore isolato con la ceramica, il quale dispone per tutta la sua lunghezza di proprietà costanti. In caso di necessità, la lunghezza desiderata di un conduttore isolato prefabbricato può essere facilmente tagliata e lavorata senza che debba essere fatta una qualche chiusura ermetica tra isolamento e conduttore.

Se viene considerata una qualsiasi superficie della sezione di un conduttore, oppure di un pezzo conduttore di questo tipo, la quale cosa eventualmente può avvenire anche al microscopio, oppure per mezzo di una ripresa fotografica di precisione, allora si dimostra in ogni caso la stretta aderenza di metallo e ceramica l'uno all'altro, di modo che, per mezzo di ciò, il conduttore conforme all'invenzione si distingue chiaramente dai conduttori con isolamento di ceramica conosciuti fino a questo momento, nei quali la chiusura ermetica è data sempre solo su singoli punti di sezione.

Qui di seguito l'invenzione è descritta come esempio, con riferimento ai disegni.

La Figura 1 illustra in sezione longitudinale un conduttore oppure un pezzo conduttore isolato conforme all'invenzione,

La Figura 2, la Figura 3 e la Figura 4 illustrano disposizioni per l'esecuzione del procedimento conforme all'invenzione.

Un conduttore metallico 1 , Il quale in pratica è costituito preferibilmente da rame, riempie completamente lo spazio interno 2 di un tubo di ceramica 3, la cui temperatura di fusione oppure di eliminazione delle endosollecitazioni supera il punto di fusione del conduttore 4. Attraverso il procedimento di fusione, il metallo si è appoggiato completamente alle disuguaglianze della superficie circostante di ceramica, ed il collegamento tra metallo e ceramica è completamente a tenuta di gas e sotto vuoto. Nel caso sia desiderato, possono essere previste lunghezze eccessive 1' e 1" del filo metallico per il susseguente utilizzo.

Sul lato esterno del tubo di ceramica 3 è previsto un sottile strato metallico 4, con il quale aiuto può avvenire la saldatura in parti metalliche di costruzione.

La rappresentazione è ingrandita rispetto alla grandezza normale, poiché in pratica non sarebbero riconoscibili così chiaramente né le disuguaglianze della superficie di ceramica né lo spessore dello strato metallico esterno.

La Figura 2 illustra schematicamente un tubo di ceramica 5 inserito in un forno di fusione, nel quale tubo è inserito un conduttore 6, in cui il conduttore riempie preferibilmente il tubo di ceramica, completamente. Nel riscaldamento del conduttore metallico 6 fino al, oppure oltre al suo punto di fusione, il metallo si fonde e si collega con le superfici limite interne del tubo metallico 5. Nel caso di una scelta adatta del diametro del tubo di ceramica 5, e di un filo 6 inserito in un ambito dimensionale che è consueto per le realizzazioni elettriche in piccole parti di costruzione, è stato provato che durante il procedimento di fusione, attraverso l'azione capillare all'interno del tubo di ceramica, non ha luogo nessuna uscita di metallo fluido dal tubo.

Secondo la Figura 2, il conduttore 6 finisce a livello con il tubo 5. Nel caso di modifica, secondo la Figura 3, può essere utilizzata una lunghezza eccessiva del filo metallico in confronto con la lunghezza del tubo metallico, e può essere utilizzata per il riempimento durante il procedimento di fusione. In questa maniera può essere eliminata una eventuale differenza tra il volume dell'interno del tubo ed il volume del filo che può essere dato, per poter inserire il filo nel tubo.

In pratica, di conseguenza, questa lunghezza eccessiva può essere infilata nell'interno bollente del tubo di ceramica, con l'aiuto di un dispositivo meccanico, fino a che avviene un completo riempimento dello stesso tubo con il metallo. D'altro canto il tubo di ceramica, durante il procedimento di fusione, può anche trovarsi verticalmente, e la lunghezza eccessiva del metallo può penetrare all'interno del tubo a causa della forza dì gravità.

Inoltre, per aumentare lo strato di metallo fuso sulla superficie interna del tubo, il tubo può essere spostato durante il procedimento di fusione, oppure dopo la fusione del metallo conduttore, nella rotazione attorno all’asse del tubo, come è accennato con la freccia 7. Nell'utilizzo una lunghezza eccessiva del filo metallico in confronto con la lunghezza del filo metallico, come illustrato nella Figura 3, l'estremità 8 del tubo può essere chiusa, di modo che il metallo fuso 9 possa essere messo sotto pressione conducendo in avanti la lunghezza eccessiva 10 del conduttore.

Alternativamente, la fusione può anche avvenire sotto pressione, in maniera tale che, nella forma di esecuzione secondo la Figura 2, viene esercitata da entrambi i lati frontali del tubo di ceramica 5, per esempio in un recipiente a pressione, oppure in maniera tale che, secondo la Figura 3, nell'utilizzo di un pezzo conduttore con una lunghezza quasi corrispondente al tubo di ceramica 5, la pressione viene esercitata in un recipiente a pressione sul metallo fuso.

Secondo la Figura 4, nella quale le parti che concordano con le altre figure sono dotate degli stessi simboli di riferimento, viene esercitata su entrambi i lati frontali del tubo di ceramica 5 una pressione sulla massa fusa 9, in maniera tale che, da entrambi i lati, pezzi conduttori 10 di lunghezza eccessiva vengono inseriti nel tubo di ceramica 5, e nella proporzione dell'avanzamento del procedimento di fusione vengono spinti in avanti in direzione della freccia F.

Le disposizioni secondo le Figure 2, 3 o 4 possono lavorare, in maniera corrispondente alle esigenze del procedimento di fusione, in una atmosfera normale, con gas inerte o sottovuoto, con o senza immissione di pressione.

Anche se l'invenzione è stata descritta precedentemente sull'esempio di un tubo di ceramica, non è limitata a questo. Allo stesso modo può trovare applicazione su qualsiasi materiale resistente all'alta temperatura, isolato elettricamente, come per esempio il vetro, il cui punto di fusione è superiore a quello del metallo da fondere. Con il presupposto che sostanzialmente venga riscaldato solo il conduttore, questo può essere fuso anche in un tubo eli un materiale la cui temperatura di eliminazione delle endosollecitazioni o di fusione si trova al di sotto della temperatura di fusione del conduttore, quando il tubo presenta uno spessore sufficiente, per condurre il calore in maniera corrispondentemente veloce dalla zona di confine tra il conduttore e la parete interna del tubo, per evitare una fusione di una grande zona del tubo. Una fusione del tubo nella zona di confine della parete interna del tubo favorisce di conseguenza un collegamento stretto, e di conseguenza a tenuta di gas, tra il conduttore ed il tubo circostante.

Claims

Rivendicazioni: 1. Procedimento per la produzione di un collegamento a tenuta di gas tra un conduttore ed un isolamento, in forma di un tubo, il quale è prodotto con un materiale resistente alle temperature, per esempio ceramica, vetro o simili, caratterizzato dal fatto che un tubo dal metallo conduttore è infilato nel tubo, e quindi viene riscaldato nello stesso, oltre la sua temperatura di fusione, per cui il tubo può rimanere sostanzialmente nella sua forma.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che il procedimento di fusione può essere eseguito in un impianto sottovuoto, eventualmente esercitando una pressione sul metallo fuso nell'isolamento.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato dal fatto che il procedimento di fusione può avvenire con gas inerte, eventualmente esercitando una pressione sul metallo fuso.
4 . Procedimento secondo la rivendicazione 1 , 2 o 3, caratterizzato dal fatto che dopo la fusione del metallo conduttore si può far agire la pressione.
5. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 2 fino a 4, caratterizzato dal fatto che un filo metallico, con una lunghezza che supera la lunghezza del tubo che serve da isolante, viene spinto in questo, per cui la lunghezza eccessiva del filo, durante la fusione dello stesso, viene spinta nel tubo.
6. Procedimento secondo una delle rivendicazioni da 1 fino a 5, caratterizzato dal fatto che il tubo di ceramica previsto come isolamento ed il filo conduttore durante il procedimento di fusione, oppure dopo la fusione del metallo conduttore, vengono tenuti in rotazione attorno all'asse del tubo.