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PERFECTIONNEMENTS AUX DISPOSITIFS A DECHARGE
ELECTRONIQUE.
La présente invention se rapporte à des perfectionne- ments aux dispositifs à décharge électronique et, en particulier, à ceux du type de puissance, ou d'émission, ainsi qu'à la consti- tution desdits dispositifs.
Comme, dans certains tubes radio-électriques de moyenne et de grande puissance, les températures et les tensions sont as- sez élevées pour empêcher l'usage de pièces d'espacement entre électrodes, il est devenu de pratique de fabrication courante, de maintenir les électrodes à l'espacement convenable dans les pou- pées d'un tour à verre et de faire tourner l'ensemble dans ]Les flammes àegaz, de manière à fondre et à sceller ensemble les pièces constituant l'enveloppe et:les conducteurs d'entrée de courant des électrodes. La précision avec laquelle l'opérateur
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peut serrer les électrodes sur le tour détermine en gran- de partie les espacements des électrodes et il peut en ré- sulter des variations considérables desdits espacements et des caractéristiques du tube.
Un inconvénient encore plus sérieux de cette ancienne méthode de fabrication est le prix de revient causé par la dépense de temps et l'utili- sation d'ouvriers expérimentés et d'appareillages coû- teux.
L'invention a pour objet un dispositif à dé- charge électronique perfectionné, sans pièces d'espace- ment entre électrodes, dont la fabrication peut être fai- te de façon peu coûteuse avecun minimum d'appareillage spécial et peu de recours au personnel spécialisé.
L'invention a également pour objet une métho- de perfectionnée de fabrication des dispositifs à dé- charge électronique.
Le dispositif à décharge électronique per- fectionné conforme à l'invention comporte essentielle- ment une ampoule de verre à deux ouvertures, contenant un certain nombre d'électrodes. L'une des électrodes, au moins, est montée dans un embout scellé au,dessus de l'une de ces ouvertures. Selon la fabrication conforme à l'invention, une autre électrode, insérée à travers l'autre ouverture de l'ampoule, est maintenue exactement à une distance et à une position prédéterminées par rap- port à la première, au moyen d'un gabarit, ou d'un ou- til, introduit à travers la même ouverture. Quand la se- conde électrode est tubulaire, ou maintenue sur un sup- port tubulaire, l'outil peut commodément être introduit dans l'ampoule à travers l'ouverture de cette électrode tubulaire, ou de son support.
L'outil reste en place, maintenant les électrodes, pendant que le bord de l'am-
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poule est scellé à la partie adjacente de ladite seconêeélectro- de. Si on le désire, les ouvertures de l'ampoule peuvent être plus grandes que le support- d'électrode et un anneau de métal peut être scellé au support et au bord de l'ampoule, le long de leurs périphéries intérieure et extérieure. L'outil est finalement enlevé et l'ouverture est bouchée.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la des- cription qui suit et à l'examen des dessins joints qui en repré- sentent schématiquement, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation.
La figure 1 représente, en partie en coupe, un mode de réalisation du nouveau dispositif à décharge objet de l'invention.
La figure 2 est une coupe partielle des organes dudit dispositif, en position préparatoire d'assemblage, conformément à l'invention.
Le dispositif à décharge électronique particulier que représente la figure 1 est un exemple du nouveau tube et de son mode de fabrication, conformément à l'invention. L'enveloppe du tube comprend une ampoule de verre 1, avec, à ses extrémités op- posées, des ouvertures alignées axialement, un embout métallique 2 ou culot, et un anneau métallique 3, tous deux concentriques aux ouvertures et scellés hermétiquement à celles-ci. Le culot 2 est de préférence en feuille métallique, telle que la feuille d'acier et peut être commodément embouti en forme de cuvette, avec un
4 flasque tourné vers l'extérieur 2a. Les conducteurs/d'entrée de courant aux électrodes portés par ledit culot peuvent être scellés de façon isolante au moyen de pastilles de verre 5, dans des oeillets à col 6, fixés de façon étanche au vide dans des trous du culot.
Un tube de vidage, ou queusot métallique 7 est représen- té, attaché au centre du fond du culot.
Le tube particulier représenté à la figure 1 est une triode, avec grille 8 et cathode 9 montées sur le culot, et avec
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une anode 10, montée sur l'anneau métallique prédité. La cathode qui a été trouvée la meilleure en vue d'un cou- rant d'émission élevé est du type filamentaire, de pré- férence en tungstène thorié. Ce filament peut être en- roulé en spirale et supporté à son extrémité supérieure sur une tige 11, disposée le long de l'axe de l'ensemble, et dont l'extrémité inférieure est fermement attachée, par exemple, par soudure, à l'une ou à plusieurs des entrées de courant.
Pour assurer la rigiditiconstructive de cathodes de plus grandes dimensions, la tige support centrale doit être de large section, une tige creuse,ou un tube en métal réfractaire, par exemple en tantale, étant à recommander. Le circuit du filament est complé- té par une entrée de courant additionnelle 4, comme re- présenté.
La grille tubulaire représentée comporte un fil enroulé en hélice sur deux ou plusieurs tiges laté- rales parallèles 12, fixées, par exemple par soudure, à un collier 13, lui-même porté par le culot. Le support du culot à la grille comprend de préférence un léger cô- ne en feuille métallique 14, faisant corps à son extré- mité de plus petit diamètre avec le collier de la gril- le et fixé par soudure ou brasure, à son extrémité de plus grand diamètre, sur le bord du culot. Si l'on trouvait incommode de sceller l'ampoule de verre direc- tement sur le culot, par exemple lorsque les caracté- ristiques de dilatation du métal et du verre ne s'adap- tent pas, on peut souder ou braser sur le flasque 2a du culot un anneau séparé 15, des caractéristiques né- cessaires, et sceller le bord de l'ampoule audit an- neau.
Dans ce cas, le culot 2 devrait être construit de manière à ce qu'il ne commande pas la dilatation au
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joint, par exemple, en le faisant en feuille mince. Le cône 14 pourrait être préalablement fixé sur l'anneau.
L'anode est tubulaire ; est coaxiale à la grille et à la cathode et supportée, dans l'exemple particulier repré- senté, sur un anneau en feuille métallique scellé sur l'ouverture supérieure de l'ampoule. La périphérie interne de l'anneau 3 est, de préférence, à peu près du même diamètre que l'anode, munie d'un flasque en 3a et brasée de manière étanche aux gaz à un tube métallique 16 à parois droites, lequel à son tour est soudé par points sur l'anode. L'anneau peut être très large, comme repré- senté, ou bien, son diamètre extérieur peut être faible, avec une ouverture correspondante dans l'ampoule. Il peut suffire de sceller le bord supérieur de l'ampoule directement à la paroi du tube 16, ou à un flasque étroit et étiré à partir de ladite paroi.
De plus, l'anode peut, si on le désire, comprendre un prolongement faisant partie du tube de support. Quand l'anode est fixée à son tube de support et au flasque 3a, comme représenté, elle est en pratique aussi rigidement tenue en place que l'anode extérieure habituelle à refroidissement. Finalement, l'anneau est fermé au moyen d'une calotte en feuille de métal étiré 17, emboutie dans l'ouverture et scellée hermétiquement par brasure.
L'anneau, de même que le culot, peut être obtenu par étirage, à partir d'une feuille métallique relativement légère.
L'étirage de cette feuille peut être renforcé grâce à une ou plusieurs courbures. Lesdites courbures absorbent les efforts de dilatation et évitent que le métal ne se gondole et que l'anode ne se déplace lorsqu'elle est chauffée ou refroidie, au cours de sa fabrication ou de son fonctionnement.
Le dispositif à décharge électronique représenté à la figure 1 est de fabrication particulièrement aisée. Les différen- tes pièces sont assemblées ou tenues en place, comme représenté à la figure 2, et un simple outil ou gabarit 18 est utilisé pour
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aligner les électrodes après quoi les scellements sont faits. Conformément à l'invention, les dispositifs à décharge électronique peuvent être fabriqués en un temps considérablement plus court que celui autrefois néces- saire dans le cas de tubes de dimensions comparables, et ceci, sans appareillage spécial ou coûteux et sans l'aide de tourneurs, ou autres ouvriers qualifiés. Il est de bonne pratique de fabrication d'assembler chaque électrode séparément, avec les pièces métalliques qui lui sont attachées.
Les anodes sont assemblées avec leur tige de support 16 et avec les anneaux 3. Les grilles sont montées sur les cônes 14 et les cathodes sont fixées aux conducteurs d'entrée du culot 4. Cha- cun de ces assemblages partiels est centré approxima- tivement sur l'organe de support sur lequel l'électro- de est montée. Conformément à l'une des caractéristi- ques importantes de l'invention, la gamme de toméran- ces admises dans la mise en place des électrodes sur leurs supports respectifs est très large. Comme on s'en rend compte, tous les décentrages, inclinaisons et mauvais alignements des électrodes par rapport à leurs supports sont rapidement et aisément rectifiés quand les ensembles partiels sont réunis de façon con- forme à l'invention.
L'élimination de mesures absolues des règles de fabrication réduit considérablement le prix de la fabrication et diminue le nombre des rebuts.
Les assemblages partiels sont placés l'un sur l'autre, comme représenté à la figure 2, le culot 2 étant tout d'abord posé carrément sur un support ho- rizontal lisse 19. La grille 8 est alors abaissée par dessus la cathode 9 et l'anneau de scellement 15 qui lui est fixé est centré approximativement sur le flas-
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que 2a. L'ampoule est alors posée sur l'anneau de scellement 15 et, finalement, l'anode 10 est abaissée dans l'ampoule par dessus la grille aveo son anneau 3 reposant sur le bord supérieur de l'ampoule. Le gabarit 18 est alors inséré à travers l'anneau et dans l'anode, à l'extérieur de la grille. Les surfaces intérieure et extérieure du gabarit sont de formes et de dimensions convena- bles pour glisser juste dans l'anode et sur les surfaces de la grille, sans tordre ou endommager les électrodes.
La tige cen- trale 20 du gabarit comporte à son extrémité un évidement destiné à admettre la partie supérieure de la tige support de cathode.
Quand le gabarit avec sa tige centrale est enfilé jusqu'à la po- sition représentée à la figure 2, les trois électrodes sont dé- placées de façon certaine et maintenues en relation concentri- que exacte. On fait alors les scellements aux deux extrémités de l'ampoule et on retire le gabarit. Comme chaque électrode et son support sont libres de se déplacer avant la confection des scel- lements, lorsqu'elles sont engagées par le gabarit, aucun effort ne s'exerce sur les parties métalliques du tube, et, par suite, ces dernières ne se déplacent pas après que les scellements sont faits et le gabarit retiré. Quand les scellements principaux sont refroidis, les électrodes centrées sont fixées de façon permanente à leur place.
Un moyen convenable de chauffage des scellements de l'ampoule comporte les bobines de chauffage par induction à haute fréquence 21, disposées dans les plans desdits scellements et en- tourant les deux bords de l'ampoule. Les parties périphériques extérieures de l'anneau et du culot, adjacentes à la bobine, peu- vent être rapidement portées au rouge ou même au blanc et, par conduction et radiation, les bords de l'ampoule sont aisément ramollis, suffisamment pour mouiller le métal et y adhérer. Une légère pression peut être appliquée, si on le désire, au sommet de l'anneau, lorsque le verre est à la température de ramollisse-
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ment, pour écraser légèrement le verre et augmenter la sur- face de métal mouillé.
Un renforcement de l'épaisseur de l'ampoule dans la région de scellement est désirable au point de vue de la stabilité. Avec les gros tubes, des é- querres 22 peuvent être employées pour supporter l'ampoule et commander de façon positive la pression sur les scelle- ments pendant le chauffage.
L'anneau de scellement 15 peut, comme on le dé- sire, être brasé sur le flasque du culot avant ou pendant le scellement principal du verre. Si l'on trouvait avanta- geux de braser l'anneau au flasque au moyen de la même source de chauffage employée pour le scellement inférieur de l'ampoule, on disposerait un fil annulaire 23 de métal fondant, tel que la soudure au cuivre ou au nickel, sur le flasque du culot, au-dessous de l'anneau de scellement.
La température de fusion de la soudure est de préférence inférieure à la température de ramollissement du verre.
A mesure que la température s'élève, l'anneau 15 s'éta- blit dans la soudure fondue, permettant à l'ensemble de grille de flotter jusqu'au centre exact du montage des électrodes, tel que déterminé par le gabarit. Un léger courant intérieur d'hydrogène à travers le tube de vida- ge, et, de là, vers l'extérieur sur les surfaces de scel- lement métallique, peut servir à éviter une oxydation ex- cessive desdites surfaces.
Lorsque le verre dans les régions de scellement est convenablement recuit et refroidi, on enlève le gaba- rit, on presse en place la calotte supérieure 17, figure 1, et on la brase ou on la soude. Le tube conforme à l'in- vention peut finalement être passé au four, vidé et scel- lé à la manière usuelle.
Bien que la tige centrale 20 du gabarit 18 ser-
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ve à centrer avec précision l'extrémité supérieure du filament 9, elle a peu d'effet sur son extrémité inférieure. Pour obtenir un alignement complet de tout le filament, par rapport à la grille, on peut adopter la disposition de la figure 3. Dans ce cas, la tige 11 de support du filament du tube peut être remplacé par un tube 24, autour duquel le filament est enroulé de façon analogue à la disposition de la figure 1. Le support tubulaire 24 peut être relié, à son extrémité inférieure, à l'une des entrées de courant du filament 4, comme représenté à la figure 1. Dans ce cas, cependant, la tige centrale 25 est plus longue que la tige 20 de la figure 2 et de diamètre plus faible, de manière à péné- trer aisément à l'intérieur du tube 24.
Quand les électrodes sont assemblées, on pousse la broche centrale 25 vers le bas dans le tube support de filament 24, d'une distance suffisante pour ali- gner ledit tube 24, sur toute sa longueur avec la grille et l'a- node. Le tube 24 peut être évasé à son extrémité supérieure, pour faciliter cette manoeuvre.
Le dispositif à décharge électronique conforme à l'in- vention peut, si on le désire, être assemblé sur une machine à sceller et à vider usuelle, du type connu dans la technique sous le nom de machine SFALIX, sur laquelle les phases de l'assemblage s'effectuent une à une et les divers dispositifs à décharge as- semblés sont successivement amenés à des positions variées cor- respondant aux phases de fabrication. Cette méthode de fabrica- tion que l'on a longtemps crue limitée à la fabrication des tubes de petites dimensions ou de réception, est en contraste avec la pratique courante de fabrication des tubes de puissance, consis- tant à monter et à centrer péniblement les systèmes d'électrodes un à un sur un tour à verre.
Le dispositif à décharge électroni- que perfectionné conforme à l'invention ne nécessite aucune pièce d'espacement entre l'électrodes et peut être fabriqué sans appa- reillage côuteux ou spécial et sans personnel spécialisé.