用于生产真空管的焊接环及生产这种焊接环和真空管的方法.pdf

一种用于连接真空管的两个构件(10、11)的焊接环(12)，该焊接环(12)包括由焊接材料制成的用于形成两个构件之间密封接头的连接部。焊接环(12)还包括至少一个定心件。该定心件具有至少一个第一突出部(14，15)和至少一个第二突出部(13，16)，其中第一突出部基本沿焊接环(12)轴向方向在连接部的一侧延伸，第二突出部沿着相反方向延伸以使两个构件相对于彼此对准中心(10，11)。

1.  一种用于连接真空管的两个构件(10，11)的焊接环(12)，该焊接环(12)包括由焊接材料制成的用于形成两个构件之间密封接头的连接部，其特征在于：
焊接环(12)还包括至少一个定心件，该定心件包括至少一个第一突出部(14；15)和至少一个第二突出部(13；16)，其中第一突出部基本沿焊接环(12)轴向方向在连接部的一侧延伸，第二突出部沿着相反方向延伸以使两个构件(10，11)相对于彼此对准中心。

2.  根据权利要求1所述的焊接环，其特征在于，该至少一个第一突出部(14；15)位于焊接环的内缘上，该至少一个第二突出部(13；16)位于焊接环的外缘上。

3.  根据权利要求1或2所述的焊接环，其特征在于，该至少一个第一和/或第二突出部(13，14；15，16)延伸超出焊接环(12)的整个周边。

4.  根据权利要求1、2或3所述的焊接环，其特征在于，两个构件包括至少一个端帽(11)和壳体(10)。

5.  根据权利要求1、2、3或4所述的焊接环，其特征在于，端帽(11)由导电材料制成，而壳体(10)由陶瓷材料制成。

6.  用于生产根据权利要求1至5之一所述的焊接环(12)的方法，包括通过弯曲焊接环(12)的内缘和外缘的至少一段(13，14；15，16)以形成至少一个定心件的步骤。

7.  根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括从由焊接材料组成的带状工件上冲出具有预定内径和外径的环(12)的步骤。

8.  根据权利要求7所述的方法，其特征在于，通过从动冲压可以同时完成冲压和成形。

9.  一种生产真空管的方法，包括如下步骤：对至少一个壳体(10)、两个端帽(11)、根据权利要求1至5之一所述的两个焊接环(12)进行松散装配，该焊接环(12)置于壳体(10)和两个端帽(11)之间；
对松散装配的真空管上应用真空；
加热松散装配的真空管直至使焊接环(12)熔化的温度，并且在壳体(10)与真空管的各个端帽(11)之间分别形成密封接头；
焊接环(12)设置用于端帽(11)相对于壳体(10)的中心对准。

用于生产真空管的焊接环及生产这种焊接环和真空管的方法
技术领域
本发明涉及一种在真空管的生产中使用的焊接环以及一种生产该焊接环的方法。更具体而言，本发明涉及一种用于连接真空管两个构件的焊接环，该焊接环包括由焊接材料构成的用于在两个构架之间形成密封接头的连接部。
背景技术
本发明还涉及一种用于生产真空管的方法，更具体而言，是将真空管各个部件彼此连接起来的方法。构件的彼此连接是借助于置于连接处之间的硬钎料而实现的。
在德国专利申请DE-OS 3931774中公开了一种在真空管的生产中使用的焊接环。该申请描述了一种真空管，其中焊接环置于陶瓷壳体和端帽之间用于在两者之间形成密封接头。
为了将构件彼此焊接在一起，尤其在将端帽固定到陶瓷壳体上时，非常重要的一点是，所述端帽需在很恰当地固定到壳体的中心。否则，有电部件之间的距离就可能不再适当，并且可能会在这些部件之间产生放电。也可能产生会导致陶瓷失效的较高机械压力。
为了使进行焊接的构件以正确的方式保持中心对准，就通过夹具将这些构件夹持在一起。将这样拼成的真空管放在炉子中，接着，借助真空泵获得预期的真空度，并且通过加热将焊接材料熔化，从而在冷却之后就可以获得具有预期真空的真空管。夹具的装配和随后的撤除都需要手工完成。然而，使用夹具也就意味着这种方法不仅是劳力密集型的，而且只有很少量拼成的真空管可以置于炉中同时进行处理，并且由于夹具存在热容量，所以需要更多的能量才能获得预期的温度。因此，以这种方式生产的真空管的最终成本价格非常高。
另外，使用夹具还意味着会出现膨胀的差异，因为夹具比真空管中的陶瓷膨胀得厉害。对于传统的焊接温度，这将会导致0.5至1mm的间隙。这个间隙不在其它惯例容差之列，从而就会进一步破坏构件的中心对准。
在德国专利申请DE-OS 3628174中公开了一种方法，该方法通过为真空管中的陶瓷壳体配备内部定心缘而避免使用夹具。这样，虽然不会出现使用夹具的方法所具有的缺点，但是这种定心缘却增加了陶瓷壳体的费用，从而导致整个真空管的成本价格受到不利影响。
为了避免在陶瓷壳体中使用定心缘，在所引用的申请中还提出对某些构件加工成形，从而通过这些构件获得预期的中心对准。然而，特殊成形会使这些构件的生产成本提高并且也会提高真空管的成本价格。
上述的德国专利申请DE-OS 3931774还公开了一种解决方案，即通过该方式使构件成形，从而可以通过这种方法获得预期的中心对准，但是该解决方案附带的缺点是：由于构件和陶瓷壳体内部的物理接触会对场强产生不利影响，其结果是必须增大真空管的轴向尺寸。还必须保证在陶瓷壳体中由于中心对准所产生的摩擦力不至于太大，以免产生有关构件在焊接熔化时受到抑制从而不能与其它连接表面充分接触的问题，其结果是连接并不是非常的牢固。
发明内容
本发明的目的是提供一种焊接环和一种生产真空管的方法，该方法避免了上述的缺点并且以较低的成本价格来生产真空管。
为此，根据本发明，提供一种由前序部分所规定类型的焊接环，该焊接环还包括至少一个定心件，该定心件具有至少一个第一突出部和至少一个第二突出部，其中第一突出部基本上沿焊接环轴向方向在连接部的一侧延伸，第二突出部沿着相反方向延伸以使两个构件相对于彼此对准中心。例如，真空管的两个构件可通过端帽和壳体形成。端帽可以由导电材料制成而壳体可以由陶瓷材料制成。
使用这种类型的焊接环，就可以组装并焊接将要连接的真空管的连接构件，而不需要附加的或者单独的处理，而且通过该过程焊接环还可以为构件的预期中心对准作准备。以该种方式使连接部成形并且定其大小，从而通过该方法可以在需要连接的连接部件之间形成具有适当机械应力的连接，而且该至少一个定心件的唯一作用就是使将要连接的部件能够以一种简单但是正确的方式进行组合以及相对于彼此对准中心并固定。通过在例如由陶瓷制成的壳体内部上对准焊接环的中心，由于膨胀不相同，这些环在加热过程中将会紧紧地压在陶瓷壳体内部上。通过这种方式可以在所使用地焊接温度上更精确地对准中心。
在一个实施例中，至少一个第一突出部位于焊接环的内缘上，至少一个第二突出部位于焊接环的外缘上。由现有的焊接环来获得本实施例很简单，例如，可以通过(部分地)弯曲焊接环的边缘或者从边缘上切出或者冲压出突出部然后将其弯曲来获得。
在另一个实施例中，至少一个第一和/或第二突出部延伸超出焊接环的整个周边。这样的焊接环可以由具有正确尺寸的扁平焊接环通过简单的方式来生产。在这种情况下，环的宽度大约比常规使用的宽50％，环的厚度大约比常规使用的薄50％。例如，该至少一个第一和/或第二突出部可以通过对焊接环的边缘进行折边来形成。
本发明的另一方面涉及一种用于生产根据本发明的焊接环的方法，该方法包括通过弯曲焊接环的内缘和外缘的至少一段来形成至少一个定心件的步骤。这尤其适用于现有的焊接环。形成突出部的结果是，该尺寸(外径减去内径)必须选择的较大一些。
用于生产焊接环的方法还可以包括这一步骤：即从由焊接材料组成的带状工件上冲压出具有预定内径和外径的环。在另一个实施例中，冲压和成形可以同时进行，例如通过从动冲压(follower stamp)。直立缘也可通过折边来形成。带上所剩下的焊接材料可以通过熔化和再生产进行再利用。
本发明的另一方面还涉及一种用于生产真空管的方法，该方法包括如下步骤：根据本发明对至少一个壳体、两个端帽、两个焊接环进行松散装配，并将焊接环置于壳体和两个端帽之间；在松散装配的真空管上应用真空；加热松散装配的真空管直至使焊接环熔化的温度，并且在壳体与真空管的各个端帽之间分别形成密封接头，而且焊接设置用于端帽相对于壳体的中心对准。使用这个方法能够以廉价且高效的方式来生产真空管。另外，可以使得各构件相对于彼此以高精度并且简单的方式对准中心。
下面将参考附图借助于示范性实施例对本发明进行更详细的说明。
图1显示了其中具有根据本发明一个实施例的带有焊接环的真空管的一部分；
图2显示了根据本发明第一实施例的焊接环的平面图；
图3显示了图2中的焊接环沿III-III线剖开的截面图；
图4显示了根据本发明第二实施例的焊接环的平面图；以及
图5显示了图4中的焊接环沿V-V线剖开的部分截面图。
图1显示了壳体10、端帽11与焊接环12的组合的部分截面图，其中焊接环12可以用来生产真空管，例如电控真空开关。真空管是轴对称的而且通常具有两个端帽11，其中每个端帽分别位于柱状壳体10的一端。壳体10通常由陶瓷材料制成，该材料具有与端帽11所用的导电材料不同的膨胀系数。为了使真空管正确地发挥作用，端帽11和壳体必须精确地相对于彼此对准中心。有了所示的焊接环12的实施例，可以通过由突出部13、14所形成的焊接环12的定心部来实现这一点，其中突出部13、14分别在焊接环12的内缘和外缘上形成。
为了生产真空管，将由壳体10、端帽11与焊接环12以及真空管其它构件所形成的松散装配装置置于真空中，例如真空室中。然后对整个组合加热，这样焊接环12就会熔化并形成壳体10与端帽11之间的密封接头。在加热过程中，焊接环12由于膨胀会紧紧压住(陶瓷)壳体10的内侧。结果就使得端帽11相对于壳体10非常精确地对准中心。
图2和图3显示了根据本发明的焊接环12的第一实施例。在图2的平面图中，可以看到焊接环12在外缘上具有两个突出部13并且在内缘上具有另外两个突出部14。如图3的截面图所示，在基本与焊接环12的轴平行的方向上，突出部13和另外的突出部14彼此沿着相反的方向延伸。对于本领域的技术人员而言，显然还可以具有更多或者以不同方式成形的突出部13和14。
图4和图5显示了根据本发明的焊接环的第二实施例。在此例中，焊接环12的中心对准段是通过两个轮缘15和16形成的，其中两个轮缘15和16分别在焊接环12的内侧和外侧上形成。这可以从图5所示的部分截面图中清楚地看出。在基本与焊接环12的轴平行的方向上，两个轮缘15和16沿着相反的方向延伸。
在真空开关的广泛应用设计中，可以使用如下的焊接环12：例如宽度为11mm，内径为49.5mm并且外径为58.5mm。轮缘的高度可以为例如1.5mm。焊接环12的材料例如可以为0.1mm厚的焊接材料。在一个改动中，内径和外径分别为49.5mm和56.5mm(宽度7mm)，或者分别为59.5mm和66.5mm(宽度仍为7mm)。
借助于根据本发明的焊接环12，可以以一种非常简单而且经济的方式来制造真空管。本发明的情况，不是使用夹具将生产过程中相对于彼此对准中心的不同构件(尤其是陶瓷壳体10、端帽11和焊接环12)夹持在一起，而是对全部部件进行松散的装配。然后将各构件的形成的松散装配装置置于真空室中并且置于真空状态下。然后将构件的装配装置加热至使焊接环12熔化的温度。在加热过程中，陶瓷壳体10和金属端帽11将会以不同的方式膨胀。焊接环12的特殊形状就导致各构件对准中心并且保持住中心对准。冷却之后，就形成了壳体10与端帽11之间的密封接头，这样就能够以极高的精度形成真空管。
焊接环12可以通过多种简单的方式来生产。例如，可以通过弯曲焊接环12的(一部分)内缘和外缘的方式，或者通过切出突出部13和14然后将其弯曲的方式，在传统焊接环12(尺寸稍微进行了修改)上配备突出部13和14。
另外，还可以由合适的焊接材料带来生产焊接环12。第一步，从带上冲压出具有正确内径和外径的环。随后，例如通过折边来制作直立缘15和16。例如还可以借助于从动冲压，在一个工序中完成冲压和弯曲处理，其中通过从动冲压可以同时完成冲和压。
处理之后带上所剩下的焊接材料可以通过熔化和再生产进行再利用。