DE916558C

DE916558C - Vakuumdichte Verschmelzung

Info

Publication number: DE916558C
Application number: DES7970D
Authority: DE
Inventors: Georg Engelhardt
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1942-07-11
Filing date: 1942-07-11
Publication date: 1954-08-12

Description

Vakuumdichte Verschmelzung Zusatz zum Patent 906 595 Die Erfindung betrifft eine vakuumdichte Verschmelzung zwischen einem Stab oder Rohr aus Metall und einem den Stab oder das Rohr umschließenden zylinderförmigen Metallteil. Derartige Verschmelzungen kommen häufig beim Bau von elektrischen Entladungsröhren vor. Bei diesen handelt es sich darum, einen als Stromzuleitung dienenden stabförmigen oder rohrförmigen Metallkörper mit Hilfe von Glas oder einer glasartigen Masse, z. B. überbrannter Keramik, in einen zylindrischen Wandungsteil einzuschmelzen. In diesem Zusammenhang ist es bekannt, den zur Verschmelzung dienenden Glaskörper pfropfen- oder scheibenförmig auszuführen und den eingeschmolzenen Leiter aus einem Werkstoff herzustellen, dessen Ausdehnungskoeffizient mit dem des Einschmelzglases nahezu übereinstimmt. Der den Leiter umschließende Wandungsteil wird aus einem Werkstoff mit einem höheren Ausdehnungskoeffizienten verfertigt, so daß sich beim Abkühlen der Verschmelzung infolge der stärkeren Zusammenziehung des äußeren Wandungsteiles eine Druckbeanspruchung des Glaskörpers ergibt. während die gefährliche Zugbeanspruchung vermieden wird.
Der Erfindung des Patents 9o6 595 liegt die Aufgabe -zugrunde, eine Einschmelzung zu schaffen, die mit urilegierten Werkstoffen auskommt und für sehr hohe Strombelastungen des eingeschmolzenen Leiters geeignet ist. Nach der Erfindung des Hauptpatents wird dies dadurch erreicht, daß der eingeschmolzene Leiter aus einem urilegierten Metall hergestellt wird, dessen Ausdehnungskoeffizient von dem des zur Einschmel zung dienenden Glas oder glasartigen Materials erheblich abweicht, und daß die Dicke des zylindrischen bzw. rohrförmigen Körpers und damit der Außendruck so groß gewählt wird, daß in dein Verschmelzungsmaterial keine Zugspannungen auftreten können oder nur solche, die die Zugspannungsfestigkeit des Verschmelzungsmaterials nicht überschreiten. Der Erfindung des Hauptpatents liegt die Erkenntnis zugrunde, daß man ohne die Verwendung besonderen Einschmelzmaterials auskommen kann, wenn man den die Einschmelzstellen umschließenden Wandungsteil entsprechend dimensioniert.
Gegenstand der Erfindung ist eine Verbesserung und weitere Ausgestaltung der Erfindung des Hauptpatents, die dadurch erreicht wird, daß der äußere Ring der Einschmelzung als Rippenkörper ausgebildet wird. Die Erfindung hat den Vorteil, daß eine nach der Erfindung des Hauptpatents aus -gebildete vakuumdichte Einschmelzung mit Vorteil auch für solche Einschmelzstellen verwendet werden kann, bei denen verhältnismäßig große Durchmesser der miteinander vakuumdicht zu verschmelzenden ringförmigen Teile vorliegen. Ein solches Anwendungsgebiet ist insbesondere die Kathode von Ouecksilherdampfentladungsgefäßen. Wenn bei einer solchen Kathode gemäß der Erfindung der äußere Ring der Einschmelzung als Rippenkörper ausgebildet wiird, ist ,das an sich erhöhte Gewicht der zur Einschmelzstelle gehörigen Teile trotz des verhältnismäßig großen Durchmessers des Kathodenbehälters noch tragbar.
Ein besonderer Vorteil des Rippenkörpers bzw. der Rippen auf dem Außenrö'hr ist die vergrößerte Oberfläche. Das Außenrohr bleibt .dadurch auch bei 'höheren Temperaturen kälter als der Innenleiter, wodurch die Schrumpfung des Rohres und damit die Druckspannung im Glaskörper erhalten wird.
Die Erfindung sei an den in der Zeichnung -dargestellten Ausführungsformen näher erläutert: Fig. i zeigt die vakuumdichte Verbindung zwischen dem unteren Teil i eines Quecksilberdampfentlaadurngsgefäßes und einer Schale 2, in der sich das flüssige Kathodenmetall 3 befindet. Sowohl .das Entladungsgefäß i als auch der Kathodenbehälter 2 bestehen aus einem Werkstoff, der nicht die Eigenschaft ha-t, daß sein Ausdehnungskoeffizient dem zur vakuumdichten Verschmelzung dienenden Glasring q. angepaßt ist. Als Werkstoff für diese beiden Teile dient hier gewöhnliches Eisen. Die vakuumdichte und auch für höhere Stromstärken sichere Einschmelzung wird nach der Erfindung des Hauptpatents durch eine besondere Bemessung des äußeren Ringes der Einschmelzstelle erreicht. Die dazu notwendige Verstärkung des Querschnitts dieses äußeren Ringes wird bei der auf der rechten Seite der Figg. i dargestellten Ausführungsform dadurch erreicht, daß ein rippenförmiger Körper 5 auf den Kathodenbehälter 2 aufgebracht ist, während bei der auf der linken Seite der Fig. i dargestellten Ausführungsform eine größere Anzahl rin,gförmi!ger Scheiben 6 angebracht ist, deren Scheibenebene auf der Achse der ringförmigen Verschmelzung senkrecht steht.
In Fig. : ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Der Unterschied gegenüber ,der Ausführungsform auf der rechten Seite der Fig. i besteht darin, daß der mit nutenförmigen Ausdrehungen versehene Ringkörper 7 nicht auf den oberen Rand der Katbodenschale 2 aufgesetzt, sondern daß diese Kathodenschale an die untere Kante 8 des Ringkörpers 7 angeschweißt ist.
In den Fig. 3 und q. sind zwei Ausführungsformen der Erfindung .dargestellt, rdie sich nicht .auf eine Kathodeneinschmelzung; sondern auf eine andere Durchführung, beispielsweise die Durchführung einer Anode eines Entladungsgefäßes, beziehen. Im übrigen ist .der Grundgedanke für den Aufbau -der Einschmelzung der gleiche. Auch hier ist der äußere Ring der Einschmelzung als Rippenkörper ausgebildet. Bei,der Anordnung nach Fig. 3 ist an einen Rippenkörper 9 ein besonderer zylindrischer Körper io angesetzt, während bei der Ausführungsform nach Fig. q. ein zylindrischer Teil i i außen von einem rippenförmigen Körper 12 oder von einzelnen ringförmigen Scheibein 13 umgeben (isst.
Es sei noch darauf hingewiesen, daß sämtliche Haftflächen zwischen Eisen und Glas bzw. -lasartigem Werkstoff in üblicher Weise emailliert werden, bevor die eigentliche Druckglasverschmelzung hergestellt wird. Bei der Anwendung der Erfindung für eine Kathodeneinschmelzung kann :der Kathodenbehälter innen weitgehend emailliert werden, um ein besonderes Kathodenrohr aus Keramik zu sparen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Vakuumdichte Verschmelzung zwischen einem Stab oder Rohr aus Metall und einem den Stab oder das Rohr unischließenden, vorzugsweise zylindrischen metallischen Wandungsteil mit Hilfe eines scheiben- oder pfropfenförmigen Körpers aus Glas oder glasartigem Werkstoff, bei -der gemäß dem Patent 9o6 595 ,der eingeschmolzene Stab bzw. das Rohr aus einem Werkstoff besteht, dessen Aus,dehnungskoeffizient erheblich von dem des Einschmelzmaterials abweicht, und wobei die Dicke des äußeren Wandungsteiles so groß gewählt ist, ,aß .im Einschmelzkörper keine Zugspannungen entstehen oder nur solche, «-elche die Zugfestigkeit des Verschmelzmaterials nicht überschreiten, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Ring der Verschmelzung als Rippenkörper ausgebildet ist. a. Verschmelzung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß -der Rippenkörper durch nutenförmige Ausdrehungen gebildet ist. 3. Verschmelzung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf einem zylindrischen Außenring mehrere ringförmige Scheiben aufgesetzt sind. 4. Verschmelzung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß auf einen zylindrischen Außenring ein mit Nuten versehener Rippenkörper aufgesetzt ist. Verschmelzung nach Anspruch i für den Kathodenbehälter eines Entladungsgefäßes mit flüssiger Kathode, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rand des Kathodenbehälters als Außenring dient, auf dem am äußeren Umfang ein Rippenkörper aufgesetzt ist. 6. Verschmelzung nach Anspruch i für den Kathodenbehälter eines Entladungsgefäßes mit flüssiger Kathode, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenbehälter an den Rippenkörper angesetzt ist.