DE879739C

DE879739C - Vakuumdichte Stromeinfuehrung

Info

Publication number: DE879739C
Application number: DES5605D
Authority: DE
Inventors: Georg Engelhardt
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1943-09-01
Filing date: 1943-09-01
Publication date: 1953-06-15

Description

Vakuumdichte Stromeinführung Es ist bekannt, vakuumdichte, isolierende Stromeinführungen in der Weise auszubilden, :daß ein Stab oder ein Röhr aus Metall und ein den Stab bzw. das Rohr umschließender zylindrischer Wandungsteil aus Metall mit Hilfe eines scbeiben- oder pfropfenförmigen Körpers aus Glas oder glasartigem Werkstoff miteinander verschmolzen werden. Dabei werden die Ausdehnungskoeffizienten des verwendeten Werkstoffs so aufeinander abgestimmt, daß nach Erkalten der Verschmelzung der den Glaskörper umschließende zylindrische Wandungsteil auf den Glaskörper solche Druckkräfte ausübt, daß in diesem im wesentlichen nur Druckspannungen vorhanden sind. Derartige Druckglaseinsc,hmelzungen sind auf verschiedenen Anwendungsgebieten brauchbar und haben sich insbesondere für die vakuumdichte Einführung von Elektrodenzuleitungen bei Vakuumentladungsgefäßen bewährt.
Häufig genügt nun der durch den radialen Abstand des äußeren Mantelrohres von dem eingeschmolzenen Stab oder Rohr gegebene, vorwiegend horizontale Weg über die Oberfläche des Glaskörpers nicht, um bezüglich der Kriechströme die gestellten Anforderungen zu erfüllen. Man hat aus diesem Grunde bereits vorgeschlagen, auf dem inneren Metallteil eine sogenannte Glasbewicklung vorzusehen, welche in den Glaskörper der eigentlichen Verschmelzung übergeht und somit die Kriechstrecke vergrößert. Solche Glasbewicklungen stellen aber, insbesondere wenn sie sehr lang sein müssen, zusätzliche Anforderungen an die Auswahl der Werkstoffe und neigen zur Bildung von Sprüngen, wenn starke Temperaturänderungen oder auf den eingeschmolzenen Stab bzw. das eingeschmolzene Rohr ausgeübte Biegekräfte auftreten. Überdies entsteht meist auch das Problem, den Überschlagsweg zwischen den miteinander verschmolzenen Metallteilen zu vergrößern, was durch eine Glasbewicklung nicht immer möglich ist.
Die Erfindung schlägt deswegen vor, die Glasumwicklung durch einen entsprechend geformten Keramikteil ;zu ersetzen, und besteht demgemäß im wesentlichen darin, daß mit dem Glaskörper Keramikteile verschmolzen sind, welche die Kriech-bzw. Überschlagswege der Isolation -zwischen dem inneren. Stab oder Rohr und dem äußeren zylindrischen Wandungsteil vergrößern. Die mit dem Glaskörper zu verschmelzenden Keramikteile können -die Form einfacher oder mehrwandiger Rohre 'besitzen. Sie können aber auch nach denselben Gesichtspunkten wie die üblichen Isolatoren geformt und z. B. an ihrer Oberfläche mit Rillen oder Rippen versehen sein. Es hat sich als zweckmäßigherausgestellt, wenn der Keramikteil in die Oberfläche des Glaskörpers an der Verschmelzungsstelle nur um einen, im Verhältnis zur Dicke des Glaskörpers geringen Betrag einsinkt. Gegen tiefes Einsinken muß -der Keramikteil währenddes Verschmelzungsvorganges dann durch geeignete Abstützungen geschützt werden. Ist die Verschmelzungstiefe des Keramikteiles mit dem Glaskörper zu groß, so könnten dadurch in dem Glaspfropfen zusätzliche Spannungen entstehen, welche die Druckspannungen stören würden. Um das Keramikrohr bei tieferem Einsinken -durch die in dem Glaskörper vorhandenen Druckkräfte nicht abzuscheren, muß der Ausdehnungsbeiwert der Keramik so gewalhlt sein; -daß nach dem Ein:achmelven keine Scherspannungen auftretenkönnen. Die Erfindung kann in allen Fällen Verwendung finden, wo es .darauf ankommt, C51, Gas oder vakuumdichte Stromeinführungen für höhere Spannungen zu schaffen.
- Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Fi:g. i zeigt beispielsweise die Einführung des Anodenbolzens 2" eines elektrischen Entladungsgefäßes. Der Anodenarm besitzt einen rohrförmigen Ansatz i, welcher mit dem Durchführungsbolzen 2 durch einen Glaskörper 3 verschmolzen ist. Dieser Glaskörper 3 kann durch Niederschmelzen eines entsprechend geformten Glasringes gebildet sein. Nach oben hin ist der Anodenbolzen 2 mit einer Glasbewicklung ¢ versehen. Im Innern des Anodenraumes ist jedoch der Kriechweg zwischen -dem Wandungsteil i und dem Durchführungsbolzen adurch Keramikteile vergrößert. Die rechte und die linke Seite der Zeichnung zeigen dabei zwei verschiedene Ausbildungsformen dieses Keramikteiles. Auf der rechten Seite ist der Keramikkörper als einwandiges Rohr 6 ausgebildet, welches an der Einschmelzstellezwecks Vergrößerung der Haftwirkung verstärkt ist. Auf der linken Seite ist ein doppelwandiges Keramikroter 5 verwendet, wodurch sich eine noch mehr vergrößerte Kriechstrecke ergibt. Die beiden Mäntel des Keramikrohres 5 sind an der Einschmelzstelle miteinander verbunden, wodurch sich für das Aufschmelzen auf den Glaspfropfen 3 von selbst eine ziemlich breite Fläche ergibt. Die Einschmelztiefe ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, nur verhältnismäßig gering, um den Verlauf der mechanisdhen Spannungen im Innern des Glaskörpers 3 nicht zu stören.
Fig. 2 zeigt auf der rechten. und der linken Seite ebenfalls zwei verschiedene Ausführungsformen. Es ist hier angenommen, daß der innere Metallteil i2 ein Rohr ist. Nach unten zu ist auf diesem Rohr wiederum eine Glasumwicklung 13 vorgesehen, während der Kriechweg zwischen dem in freierLuft befindlichen oberen Teil des Rohres i2 und dem Wandungsteil i durch einen Rippenisolator 7 bzw. 8 aus Keramik vergrößert ist: In das Rohr r2 ist oben ein Bolzen 9 eingeschweißt. DieKeramikisolatoren7 bzw. 8 sind wiederum mit dem Glaskörper 3 verschmolzen. Sie unterscheiden sich im wesentlichen nur durch ihre Wandungsstärke voneinander sowie dadurch, daß der Isolator 7 eine verhältnismäßig breite, der Isolator 8 dagegen nur eine schmale Verschmelzungsfläche aufweist. Man kann den Isolator an seinem oberen Teil mit dem inneren Rohr bzw. Bolzen verlöten, wie das an der Stelle ia angedeutet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vakuumdichte isolierende Verschmelzung zwischen einem Stab oder Rohr aus Metall und einem den Stab bzw. das Rohr umschließenden zylindrischen metallischen Wandungsteil mit Hilfe eines scheiben- oder pfropfenförmigen Körpers aus Glas oder :glasartigem Werkstoff, in welchem infolge entsprechender Wahl der Ausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Werkstoffe im wesentlichen nur Druckspannungen auftreten, da-durch gekennzeichnet, daß mit demGlaskörperKeramikteile verschmolzen sind, welche die vorwiegend senkrechten Kriech- bzw. Überschlagswege der Isolation zwischen dem inneren Stab oder Rohr und dem zylindrischen Wändungstel vergrößern. z. Verschmelzung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschmelotiefe der Keramikteile in dem Glaskörper nur einen geringen Bruchteil der Gesamtdicke des Glaskörpers beträgt. 3: Verschmelzung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikteil die Form eines Hohlkörpers besitzt, welcher den aus dem Glaskörper herausragenden Teil :des inneren Stabes öder Rohres umschließt. q.. Verschmelzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, @daß die Verschmelzungsfläche .des rohrförmigen Keramikteiles breiter ist als seine Wandstärke. 5. Verschmelzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Keramikteil aus zwei oder melhr konzentrischen, an der Verschmelzungsstelle zusammenhängenden Zylindern besteht. 6. Verschmelzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ,der Keramikteil die Form eines Rippenisolators besitzt. 7. Verschmelzung nach Anspruch 3, da-durcfi gekennzeichnet, daß der Keramikteil an seinem freien Ende mit dem inneren Metallrohr oder -stab verlötet ist. B. Verschmelzung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausdehnungsbeiwert der Keramik so gewählt ist, daß keine gefährlichen Scherspannungen auftreten können.