專利名稱：將端蓋釬焊到柱狀主體上的組裝設(shè)備和包括該設(shè)備的真空管筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及將端蓋或頂蓋釬焊到柱狀主體上的組裝設(shè)備，所述端蓋存在圓形周邊 緣邊，所述端蓋通過該周邊緣邊釬焊到柱狀主體一個端面的一部分上，并且本發(fā)明涉及借 助所述組裝設(shè)備組裝的真空管筒。
背景技術(shù)：
在爐具中通過釬焊不同性質(zhì)的構(gòu)件進(jìn)行組裝諸如例如陶瓷構(gòu)件與金屬構(gòu)件組裝， 所涉及的一個問題是這種組件中出現(xiàn)殘余應(yīng)力，主要原因是待組裝的材料膨脹系數(shù)不同。 這種殘余應(yīng)力可能導(dǎo)致該組件在短期或長期內(nèi)出現(xiàn)裂紋。已經(jīng)知道文件US4436241描述了一種真空管筒，所述真空管筒包括以陶瓷制成的 柱狀主體，所述柱狀主體在其相對兩端被不銹鋼制成的端蓋閉合。這兩個端蓋分別表現(xiàn)為 碗形，包括自由的環(huán)形緣邊，所述端蓋兩者的端部經(jīng)由所述緣邊釬焊到所述柱狀主體的端 面上。反應(yīng)型釬焊獲得的強(qiáng)度比傳統(tǒng)釬焊低20%。因此，這種釬焊更難于在上述專利中 所述的管筒設(shè)計方案中實施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決這些問題并提議一種將端蓋釬焊到柱狀主體上的組裝設(shè)備，實現(xiàn)了提 高兩個構(gòu)件之間的強(qiáng)度，特別是允許反應(yīng)型釬焊在兩個構(gòu)件之間實施；并且還提議一種根 據(jù)該設(shè)備組裝的真空管筒。為此，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種通過上述類型的釬焊進(jìn)行組裝的設(shè)備，這種設(shè)備 的特征在于，在釬焊到柱狀主體上并沿著所述柱狀主體中軸線方向的所述端蓋的構(gòu)件之 后，所述端蓋包括相對于所述柱狀主體的所述端面向著所述柱狀主體外側(cè)方向偏移的第一 構(gòu)件，所述第一構(gòu)件之后是延伸到所述柱狀主體內(nèi)側(cè)的第二構(gòu)件，所述第一和第二構(gòu)件都 圍繞所述端蓋軸線延伸，所述端蓋以這樣的方式構(gòu)造，即所述端蓋的環(huán)形周邊構(gòu)件在釬焊 之后在所述柱狀主體的所述端面的至少三分之一上施加壓縮應(yīng)力。根據(jù)特定特征，在釬焊到柱狀主體上并沿著所述柱狀主體中軸線方向的所述端蓋 的構(gòu)件之后，所述端蓋包括相對于所述柱狀主體的所述端面向著所述柱狀主體外側(cè)方向偏 移的第一構(gòu)件，所述第一構(gòu)件之后是延伸到所述柱狀主體內(nèi)側(cè)的第二構(gòu)件。根據(jù)特定特征，所述第一構(gòu)件包括基本上垂直于所述柱狀主體軸線延伸并形成所 述端蓋外壁的部分，并且所述第二構(gòu)件包括基本上垂直于所述管筒軸線延伸并形成所述端 蓋內(nèi)壁的部分。根據(jù)特定實施方式，在所述端蓋的所述端面的平面和構(gòu)成所述端蓋內(nèi)壁的所述部 分的外表面的平面之間測量，所述端蓋的所述第二構(gòu)件的深度大于6mm，并且在所述端蓋的 所述端面的平面和構(gòu)成所述端蓋外壁、被稱為第一部分的所述部分的內(nèi)表面的平面之間測量，所述端蓋的第一構(gòu)件的高度小于2mm。具有優(yōu)勢的是，所述高度大于0. 5mm。根據(jù)另一種實施方式，在所述端蓋的所述端面的平面和構(gòu)成所述端蓋內(nèi)壁的所述 部分的外表面的平面之間測量，所述端蓋的第二構(gòu)件的深度為任意尺寸，而在所述端蓋的 所述端面的平面和構(gòu)成所述端蓋外壁、被稱為第一部分的所述部分的內(nèi)表面的平面之間測 量，所述端蓋的所述第一構(gòu)件的高度大于2mm。根據(jù)另一項特征，所述端蓋的厚度E小于2. 5mm。根據(jù)另一項特征，所述端蓋平整釬焊到所述柱狀主體的所述端面上。根據(jù)特定特征，從外周緣邊開始，所述端蓋包括被稱為第一部分的端部部分，所述 第一部分平整釬焊到所述管筒的主體的端面，在基本上垂直于所述管筒軸線的平面內(nèi)延 伸，隨后是被稱為第二部分的部分，所述第二部分相對于所述第一部分傾斜的角度為β，該 傾斜部分隨后是被稱為第三部分的部分，所述第三部分平行于所述第一部分延伸，所述第 三部分隨后是被稱為第四部分的另一部分，所述第四部分相對于前一部分傾斜的角度α 介于90°和180°之間，所述第四部分隨后是被稱為第五部分的最后部分，所述第五部分 基本上垂直于所述管筒軸線延伸。根據(jù)另一項特征，角度β介于55°和125°之間。根據(jù)另一項特征，被稱為所述柱狀主體的所述端面的第一區(qū)域的區(qū)域的長度大于 1mm，該區(qū)域位于所述端面每個周邊邊緣和相對于所述端蓋的所述端部位于同一側(cè)的所述 端面上的釬焊表面的邊緣之間。根據(jù)另一項特征，所述設(shè)備包括防止釬焊在被稱為第二區(qū)域的所述端蓋的所述端 面的區(qū)域中形成焊接的器件，所述第二區(qū)域定位成面對被稱為第一區(qū)域的所述柱狀主體的 所述端面的所述區(qū)域。根據(jù)特定實施方式，被稱為第一區(qū)域的所述區(qū)域被抗?jié)駶櫾噭└采w，或者被稱為 第二區(qū)域的所述區(qū)域被局部氧化層覆蓋，從而防止釬焊在所述第二區(qū)域中形成焊接。根據(jù)另一項特征，釬焊料相對于所述釬焊縫將要定位的區(qū)域回縮放置，回縮長度 是釬焊溫度下釬焊擴(kuò)散率以及釬焊時間的函數(shù)，以便在釬焊結(jié)束時，所述釬焊料不會延伸 超過所述端蓋的所述端面和所述柱狀主體的所述端面之間的接觸表面。根據(jù)特定特征，所實施的釬焊是反應(yīng)型釬焊。本發(fā)明進(jìn)一步的目標(biāo)是提供一種真空管筒，所述真空管筒包括釬焊組裝設(shè)備，所 述設(shè)備包括上述特征單獨(dú)一項或者特征的組合。


但是本發(fā)明的其他優(yōu)勢和特征將從以下描述中更為清楚地顯現(xiàn)出來，以下描述參 照僅作為非限制性示例給出的附圖，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的真空管筒的簡略橫截面視圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明設(shè)備的特定實施方式，示出將端蓋組裝到管筒上的局部橫截面 視圖；和圖3是根據(jù)本發(fā)明的設(shè)備的實施方式，示出在端蓋和柱狀主體之間制作釬焊件的 詳細(xì)視圖。
具體實施例方式在圖1中，可以看到真空管筒A采用已知方式包括以陶瓷制成并被兩個金屬端蓋 2、3閉合的柱狀主體1，其中被稱為第一端蓋的端蓋2包括波紋密封件4，波紋密封件4配 裝在促動桿5周圍，促動桿5支撐管筒的動觸點(diǎn)6。管筒A的靜觸點(diǎn)7被固定到第二端蓋3 的桿8所支撐。兩個端蓋2、3借助符合本發(fā)明的組裝設(shè)備分別組裝到所述柱狀主體的兩個 端面9、10上。根據(jù)本發(fā)明的所述設(shè)備，每個端蓋2、3釬焊到所述主體的對應(yīng)端面9、10上，并且 構(gòu)造成讓所述端蓋在所述端蓋和所述端面之間的最大接觸表面(或釬焊表面11)上對所述 柱狀主體施加壓縮力。根據(jù)圖2所示本發(fā)明的特定實施方式，端蓋3包括相對于柱狀主體1的所述端面 10向著所述柱狀主體外側(cè)方向偏移的第一部件C，該第一部件C隨后是沖入柱狀主體1內(nèi) 的第二構(gòu)件D。從外周緣邊12開始到中心13，端蓋3包括稱為第一部分14的端部部分，第一部 分平整釬焊到管筒主體1的端面10上，所述第一部分在基本上垂直于管筒軸線X的平面內(nèi) 延伸，隨后是被稱為第二部分15的部分，第二部分相對于第一部分14傾斜的角度為β，傾 斜部分15隨后是稱為第三部分16的部分，第三部分平行于第一部分并形成端蓋3的外表 面，部分16隨后是稱為第四部分的另一部分17，第四部分相對于前一部分傾斜的角度α介 于90°和180°之間，第四部分隨后是稱為第五部分的最后一部分18，第五部分基本上垂 直于管筒軸線延伸，構(gòu)成所述端蓋的內(nèi)壁以及所述端蓋的中央部分，角度β具有優(yōu)勢地介 于55°和125°之間。在位于端蓋的端面19上或者柱狀主體的端面10上的釬焊表面11的平面和被稱 為端蓋第五部分的部分18的外表面18a的平面之間測量，端蓋3的第二構(gòu)件D的深度Hl 大于6mmο在釬焊表面11和指向管筒A內(nèi)側(cè)的上述第三部分16的表面16a之間測量，端蓋 3的第一構(gòu)件C的高度H2小于2mm。但是，釬焊料不得爬升到端蓋上，這限制了最小間隙高 度 H2min 為 0. 5mm。Hl和H2的值允許最大應(yīng)力被彈性變形吸收，從而在陶瓷中引入最小的應(yīng)力。為了在釬焊表面的可能最大面積上獲得對管筒主體的壓縮效果，需要所述深度和高度值。根據(jù)能獲得相同效果的另一種具有優(yōu)勢的方案，H2 > 2mm，而Hl可以為任意值。端蓋厚度E具有優(yōu)勢地小于2. 5mm。陶瓷的濕潤角具有優(yōu)勢地<90°。這使得端蓋的間隙角β具有優(yōu)勢地介于55° 和125°之間，這樣的間隙角防止釬焊料沿著端蓋爬升。所述端蓋必須定心在陶瓷上，并且距離陶瓷主體的緣邊距離足夠遠(yuǎn)，以便與釬焊 接頭端部對應(yīng)的釬焊縫IlaUlb位于該組件承受較小殘余應(yīng)力的區(qū)域內(nèi)。具有優(yōu)勢的是，如圖3所示，釬焊表面11的每個邊緣23和與陶瓷件主體1的端面 10位于同一側(cè)的邊緣22之間的距離A具有優(yōu)勢地大于1mm。根據(jù)第一實施方式，在實施組裝時，釬焊料相對于釬焊縫所處區(qū)域回縮放置，回縮長度取決于釬焊溫度下的釬焊擴(kuò)散率。在850°C 士30°C進(jìn)行釬焊的情況下，釬焊擴(kuò)散率大約為1微米/秒。因此，對于大 約10分鐘的釬焊過程而言，釬焊料將相對于釬焊表面的每個端部偏移大約1mm。可以采用其他溶體，諸如使用抗?jié)駶櫲荏w沉積在柱狀主體1的端面10的區(qū)域A上 或者在端蓋3的端面19的區(qū)域B(圖幻上實施局部氧化，所述區(qū)域B位于釬焊表面11的 端部20和端蓋3的端部19的對應(yīng)邊緣21之間，從而防止釬焊過程在承受拉伸應(yīng)力的陶瓷 主體區(qū)域內(nèi)形成焊接。對于圖2所示實施方式，提供介于0. 5和2mm之間的高度H2間隙和介于55°和 125°之間的角度β，防止釬焊料沿著端蓋爬升。因此，根據(jù)本發(fā)明，所述端蓋以這樣的方式設(shè)計，即釬焊表面位于主要承受壓縮應(yīng) 力的區(qū)域中，所以即使出現(xiàn)任何裂紋，裂紋也不會擴(kuò)展到脆性材料中，即陶瓷件中。如果裂 紋實際上開始出現(xiàn)于承受拉伸應(yīng)力的組件區(qū)域中，則裂紋可以擴(kuò)展，而如果裂紋開始出現(xiàn) 于承受壓縮應(yīng)力的區(qū)域中，則裂紋不會擴(kuò)展。此外，釬焊縫IlaUlb(釬焊接頭的端部)是可能開始出現(xiàn)裂紋的組件點(diǎn)。因此，重 要的是將組件設(shè)計成讓這些釬焊縫處于承受盡可能輕微應(yīng)力的區(qū)域中，并且優(yōu)選承受壓縮 應(yīng)力的區(qū)域中，以便開始出現(xiàn)的任何裂紋不會擴(kuò)展到脆性材料中，即陶瓷件中。如果實際上 裂紋確實開始出現(xiàn)于“承受拉伸應(yīng)力”的組件區(qū)域中，則裂紋可以擴(kuò)展并導(dǎo)致斷裂，而如果 裂紋出現(xiàn)在承受壓縮應(yīng)力的區(qū)域中，則裂紋不會擴(kuò)展。根據(jù)本發(fā)明，通過下述任一措施已經(jīng) 解決了這一問題根據(jù)釬焊擴(kuò)散率和釬焊時間，相對于釬焊料將要定位的位置偏移釬焊料； 或者在柱狀主體上沉積抗?jié)駶櫾噭?；或者在端蓋區(qū)域上實施局部氧化；或者這些方案相組I=I O因此，本發(fā)明提議一種組件設(shè)計方案，這種設(shè)計方案使得應(yīng)力最小并且將應(yīng)力局 限于可能出現(xiàn)的任何裂紋無法擴(kuò)展的區(qū)域中。因此，本發(fā)明能提高釬焊組件諸如金屬與氧化物陶瓷組件的強(qiáng)度，從而降低廢品 率，并在使用要求最為嚴(yán)苛的情況下(特別是在通過鑄造模制的情況下等等)有所改進(jìn)。這 樣允許使用反應(yīng)型釬焊，這種釬焊通過已知方式獲得較之傳統(tǒng)釬焊更低的強(qiáng)度。本發(fā)明適用于真空管筒組件，普遍地說，適用于在其使用壽命中始終要求良好致 密性的全部組件。本發(fā)明當(dāng)然并不以任何方式限制于文中所述和圖中所示的實施方式，這些實施方 式僅作為示例目的給出。相反，本發(fā)明擴(kuò)展到包括上述方案的全部技術(shù)等同方案以及它們的組合，如果這 種組合是根據(jù)本發(fā)明的精神來實現(xiàn)的話。
權(quán)利要求
1.一種將端蓋釬焊到柱狀主體的組裝設(shè)備，所述端蓋存在環(huán)形緣邊，所述端蓋端部經(jīng) 由所述緣邊釬焊到所述柱狀主體的一個端面的一部分上，其特征在于，在釬焊到柱狀主體 上并沿著所述柱狀主體中軸線方向的所述端蓋的構(gòu)件之后，所述端蓋包括相對于所述柱狀 主體(1)的所述端面(10)向著所述柱狀主體外側(cè)方向偏移的第一構(gòu)件(C)，所述第一構(gòu)件 (C)之后是延伸到所述柱狀主體(1)內(nèi)側(cè)的第二構(gòu)件(D)，所述第一和第二構(gòu)件都圍繞所述 端蓋軸線延伸，所述端蓋(3)以這樣的方式構(gòu)造，即所述端蓋的環(huán)形周邊構(gòu)件在釬焊之后 在所述柱狀主體(1)的所述端面(10)的至少三分之一上施加壓縮應(yīng)力。
2.如權(quán)利要求1所述的組裝設(shè)備，其特征在于，所述第一構(gòu)件(C)包括基本上垂直于所 述柱狀主體軸線(X)延伸并形成所述端蓋外壁的部分(14)，并且所述第二構(gòu)件(D)包括基 本上垂直于所述柱狀主體(1)軸線(X)延伸并形成所述端蓋內(nèi)壁的部分(18)。
3.如權(quán)利要求2所述的組裝設(shè)備，其特征在于，在所述端蓋(3)的端面(19)的平面和 形成所述端蓋內(nèi)壁的所述部分(18)的外表面(18a)的平面之間測量，所述端蓋(3)的所述 第二構(gòu)件(D)的深度(Hl)大于6mm，并且在所述端蓋(3)的端面(19)的平面和形成所述端 蓋外壁、被稱為第一部分的部分(16)的內(nèi)表面(16a)的平面之間測量，所述端蓋的所述第 一構(gòu)件(C)的高度(H2)小于2mm。
4.如權(quán)利要求3所述的組裝設(shè)備，其特征在于，在所述端蓋(3)的端面(19)的平面和 形成所述端蓋外壁、被稱為第一部分的部分(16)的內(nèi)表面(16a)的平面之間測量，所述端 蓋的所述第一構(gòu)件(C)的所述高度(H2)大于0. 5mm。
5.如權(quán)利要求2所述的組裝設(shè)備，其特征在于，在所述端蓋(3)的端面(19)的平面和 形成所述端蓋內(nèi)壁的部分(18)的外表面(18a)的平面之間測量，所述端蓋(3)的所述第二 構(gòu)件(D)的深度(Hl)為任意值，而在所述端蓋的端面(19)的平面和形成所述端蓋外壁、被 稱為第一部分的部分(16)的內(nèi)表面(16a)的平面之間測量，所述端蓋的所述第一構(gòu)件(C) 的高度(H2)大于2mm。
6.如前述權(quán)利要求任一項所述的組裝設(shè)備，其特征在于，所述端蓋的厚度(E)小于 2. 5mmο
7.如前述權(quán)利要求任一項所述的組裝設(shè)備，其特征在于，所述端蓋C3)平整釬焊到所 述柱狀主體(1)的所述端面(10)上。
8.如權(quán)利要求2所述的組裝設(shè)備，其特征在于，從外周緣邊(12)開始，所述端蓋(3) 包括被稱為第一部分的端部部分(14)，所述第一部分平整釬焊到所述主體(1)的所述端面 (10)上，在基本上垂直于所述主體軸線(X)的平面內(nèi)延伸，隨后是被稱為第二部分(15)的 部分，所述第二部分相對于所述第一部分(14)傾斜的角度為β，該傾斜部分(1 隨后是 被稱為第三部分(16)的部分，所述第三部分(16)平行于所述第一部分延伸，所述第三部分 (16)隨后是被稱為第四部分(17)的另一部分，所述第四部分相對于前一部分傾斜的角度 α介于90°和180°之間，所述第四部分隨后是被稱為第五部分(18)的最后部分，所述第 五部分基本上垂直于所述柱狀主體(1)軸線(X)延伸。
9.如權(quán)利要求8所述的組裝設(shè)備，其特征在于，所述角度β介于55°和125°之間。
10.如前述權(quán)利要求任一項所述的組裝設(shè)備，其特征在于，被稱為所述柱狀主體(1)的 所述端面(10)的第一區(qū)域的區(qū)域(A)的長度大于1mm，該區(qū)域(A)位于所述端面(10)每個 周邊邊緣0 和相對于所述端蓋的端部位于同一側(cè)的所述端面(10)上的釬焊表面(11)的邊緣之間。
11.如權(quán)利要求10所述的組裝設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)備包括防止釬焊在被稱為第 二區(qū)域的所述端蓋的所述端面(19)的區(qū)域(B)中形成焊接的器件，所述第二區(qū)域定位成面 對被稱為第一區(qū)域的所述柱狀主體(1)的所述端面(10)的所述區(qū)域(A)。
12.如權(quán)利要求11所述的組裝設(shè)備，其特征在于，被稱為第一區(qū)域的所述區(qū)域(A)被抗 濕潤試劑覆蓋，或者被稱為第二區(qū)域的所述區(qū)域(B)被局部氧化層覆蓋，從而防止釬焊在 所述第二區(qū)域中形成焊接。
13.如權(quán)利要求11或12所述的組裝設(shè)備，其特征在于，釬焊料相對于釬焊縫將要定位 的區(qū)域回縮放置，回縮長度是釬焊溫度下釬焊擴(kuò)散率以及釬焊時間的函數(shù)，以便在釬焊結(jié) 束時，釬焊料不會延伸超過所述端蓋C3)的所述端面(19)和所述柱狀主體(1)的所述端面 (10)之間的接觸表面。
14.如前述權(quán)利要求任一項所述的組裝設(shè)備，其特征在于，所實施的釬焊是反應(yīng)型釬焊。
15.一種包括如權(quán)利要求1至14任一項所述的釬焊組裝設(shè)備的真空管筒。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種將端蓋(3)釬焊到柱狀主體的組裝設(shè)備，所述端蓋存在環(huán)形緣邊，所述端蓋端部經(jīng)由所述緣邊釬焊到所述柱狀主體(1)的一個端面(10)的一部分上，所述設(shè)備的特征在于，所述端蓋以這樣的方式構(gòu)造，即在所述柱狀主體(1)的所述端面(10)上，在釬焊之后，所述端蓋的所述環(huán)形周邊構(gòu)件在所述端蓋(3)的所述端面(19)和所述柱狀主體(1)的所述端面(10)之間的基本上整個接觸區(qū)域上施加壓縮應(yīng)力。
文檔編號B23K1/19GK102039461SQ20101050614
公開日2011年5月4日 申請日期2010年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月12日
發(fā)明者多米尼克·馬祖奇, 奧爾加·科茲洛瓦, 漢斯·謝爾肯斯, 瑪麗-弗朗索瓦·德維斯梅斯 申請人:施耐德電器工業(yè)公司