Procédé de fabrication d'un tube électronique La présente invention a pour objet un procédé de fabrication d'un tube électronique comprenant une enveloppe en plusieurs parties enfermant au moins deux électrodes montées sur des supports présentant des prolongements à l'extérieur de l'enveloppe.
La construction de tube la plus connue, dans laquelle une orientation déterminée est assurée entre deux électrodes, est celle dans laquelle deux grilles concentriques en fils métalliques et en forme de cage sont orientées de manière que les barreaux de la grille extérieure soient radialement alignés avec les barreaux de la grille intérieure.
Dans un procédé de fabrication connu pour obte nir l'alignement radial de grilles du type en cage, on regarde les barreaux des grilles tout en déplaçant l'une des grilles. relativement à l'autre jusqu'à ce que l'oeil décèle l'alignement. Un autre procédé connu consiste à utiliser un gabarit présentant des doigts ou des chevilles s'étendant radialement à travers les grilles, en contact avec les barreaux. Il est évident que dans ces deux procédés, il est nécessaire d'avoir accès aux barreaux des grilles pour obtenir leur ali gnement.
Dans certains tubes, cet accès n'est pas facile par suite de la disposition des diverses parties et dans tous les cas la nécessité d'avoir accès aux barreaux empêche l'assemblage complet du tube au moment où l'alignement est effectué.
Un but de l'invention est de fournir un procédé permettant d'obtenir une orientation déterminée des deux électrodes l'une par rapport à l'autre et plus spécialement de fournir un procédé d'assemblage assurant l'orientation des électrodes même quand l'en veloppe complète du tube est en place et que l'on n'a pas d'accès aux électrodes à orienter.
Un autre but est de fournir un procédé de fabri cation en particulier de tubes électroniques de céra- inique permettant simultanément l'orientation des électrodes et le montage des diverses sections de l'enveloppe du tube.
Un autre but encore est de fournir un procédé rapide, bon marché et précis pour la fabrication de tubes dont deux électrodes présentent une orientation déterminée.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exemple, deux mises en aeuvre du procédé selon l'invention.
La fig. 1 est une coupe axiale d'un tube élec tronique obtenu dans la première mise en oeuvre.
La fig. 2 est une vue par-dessus, à plus petite échelle, de la grille-écran et du support de cette grille qui sont représentés à la fig. 1.
La fig. 3 est une coupe selon 3-3 de la fig. 2. La fig. 4 est une vue latérale d'un mandrin pour l'enroulement des fils de cette grille.
La fig. 5 est une coupe transversale d'un gabarit pour le montage des fils de la grille-écran dans le support de grille.
La fig. 6 est une coupe selon 6-6 de la fig. 5. La fig. 7 est une vue selon 7-7 de la fig. 5.
La fig. 8 est une coupe transversale d'un gabarit et de diverses parties représentées à la fig. 1.
La fig. 9 est une coupe selon 9-9 de la fig. 8. La fig. 10 est une coupe d'un autre tube élec tronique obtenu dans la deuxième mise en oeuvre.
La fig. 11 est une coupe d'un gabarit et de diver ses parties représentées à la fig. 10.
La fig. 12 est une vue par-dessus correspondant à la fig. 11.
La fig. 13 est une vue en plan d'un gabarit des tiné à l'assemblage des fils d'une grille plane à un support de grille et montre le support de la grille de commande représentée à la fig. 10.
La fig. 14 est une coupe selon 14-14 de la fig. 13. La fig. 15 est une vue semblable à celle de la fig. 13, montrant un gabarit pour la grille-écran représentée à la fig. 10.
Le tube électronique représenté à la fig. 1 sera décrit d'abord sous sa forme finie. L'enveloppe vide d'air du tube est d'une forme générale cylindrique, la paroi latérale comprenant une pile de cinq anneaux de céramique 2, 3, 4, 6 et 7 et de quatre anneaux métalliques plats 8, 9, 11 et 12 disposés entre les anneaux de céramique. La céramique est de préférence une matière fortement réfractaire, de l'alumine par exemple, les anneaux de céramique étant métallisés aux deux extrémités par une méthode quelconque de métallisation, par exemple par frittage d'un mélange de poudres, de molybdène et de man ganèse. Les anneaux métalliques sont très minces, leur épaisseur étant par exemple de 0,5 mm, et pré sentent une bonne conductibilité électrique.
Ils peu vent être en cuivre. Les parties des anneaux de céra mique et métalliques en contact sont brasées ensem ble à l'aide d'alliages de brasage à haute température, par exemple un alliage cuivre-or.
Les liaisons métalliques faites au niveau des joints brasés forment de fortes connexions mécaniques étanches au vide de sorte que la paroi latérale cylin drique de l'enveloppe du tube est un cylindre rigide imperméable, d'une construction robuste. Les an neaux métalliques traversant cette paroi latérale cons tituent des conducteurs d'entrée à travers l'enveloppe, ces anneaux remplissant la double fonction de sup ports d'électrodes et de bornes.
Une anode extérieure 13 en métal, en cuivre par exemple, a la forme d'une cuvette et forme la partie supérieure de l'enveloppe. Elle est supportée par l'anneau de céramique 7 et fixée par des brides de scellage 14 et 16. Ces brides sont des pièces métal liques en forme de cuvettes, la bride 14 étant brasée à l'anode 13 et la bride 16 à l'extrémité supérieure métallisée de l'anneau de céramique 7. Une fois que les autres parties du tube ont été assemblées, l'anode est mise en place sur les autres électrodes et un joint final est fait en brasant ensemble les bords alignés des brides 14 et 16, en 17. L'anode 13 porte une tubulure d'évacuation 18 et des ailettes de refroidis sement 19.
Les autres électrodes, qui sont disposées dans l'enveloppe, comprennent une cathode 21, une grille de commande 22 et une grille-écran 23, coaxiales et se projetant vers le haut dans l'anode 13. La cathode 21 est, de préférence, du type à revêtement d'oxydes et les grilles 22 et 23 sont des grilles en fils métal liques. Toutes ces électrodes sont supportées par les anneaux métalliques de la paroi latérale. Ainsi, la grille-écran 23 est montée sur un support tubulaire 24 connecté à l'anneau supérieur 12 ; la grille de com mande 22 est montée sur un support similaire 26 connecté à l'anneau 11 et la cathode 21 comprend une jupe 27 montée sur un support tubulaire 28 connecté à l'anneau 9.
Ces supports d'électrodes sont avantageusement formées d'une pièce avec les anneaux correspondants de sorte que ces parties peu vent être étampées ou étirées d'une pièce à partir d'une feuille métallique.
Les moyens de chauffage de la cathode compren nent un filament de chauffage 29 dont une extrémité est connectée à une tige centrale 31 et l'autre extré mité à une tige latérale 32. Cette dernière est montée sur un support conique 33 constituant une partie de l'anneau métallique inférieur 8. La tige centrale 31 présente une partie inférieure élargie s'étendant à travers une paroi conique inférieure 34 de l'enve loppe ; elle est brasée à cette paroi qui est constituée par un disque métallique brasé à la périphérie de l'extrémité métallisée de l'anneau de céramique infé rieur 2.
La construction des grilles 22 et 23 va être exa minée en détail. Les deux grilles sont construites sur le même principe et ne diffèrent que par leurs dimen sions. On n'a donc représenté en détail que la grille- écran 23 (fig. 2 et 3). L'anneau métallique 12, for mant une partie du support 24 de cette grille, porte plusieurs pattes 36 qui se projettent à l'extérieur de l'enveloppe du tube (fig. 1, 8 et 9). Ces pattes sont utilisées, selon une méthode connue, pour constituer des bornes pour tous les anneaux d'électrodes 8, 9, 11 et 12.
Dans le tube représenté (fig. 2), l'une des pattes de la grille-écran est indiquée par 36' et porte une marque indicatrice 38 constituée par un X, dans un but qui sera décrit plus loin. La grille-écran 23 comprend des barreaux 39 en fils métalliques dis posés verticalement en cercle. Les extrémités infé rieures des barreaux sont soudées par points sur le support cylindrique 24 et les extrémités supérieures sont soudées par points à un capuchon 40 présen tant une ouverture centrale 41.
L'un des barreaux 39 (fig. 2) est disposé sur une ligne radiale passant à travers le centre de la patte indicatrice 36'. La grille de commande 22 présente exactement le même nombre de barreaux que la grille-écran 23, avec le même espacement angulaire. En plus, l'un des barreaux de la grille de commande 22 est disposé sur une ligne radiale qui passe à tra vers le centre de la patte indicatrice 36' (fig. 1), cette patte portant également un index X non représenté.
Nous allons décrire maintenant la fabrication, à l'aide d'un gabarit, des grilles 22 et 23. Elle est exac tement la même pour les deux grilles et ne sera décrite que pour la grille 23.
La fig. 4 représente un mandrin connu 45 sur lequel les fils formant la grille sont enroulés. Le man drin 45 comprend une tige 46 portant une cheville 47 à laquelle une extrémité d'un fil continu est fixée. Un collier rainuré 48 est disposé sur le mandrin à proximité de la cheville 47. Le corps principal 49 du mandrin est rainuré sur toute sa longueur et porte une cheville de centrage 50 à son extrémité supé rieure.
L'enroulement se fait en attachant une extré mité d'un fil continu à la cheville 47 puis en tirant le fil le long du mandrin en le plaçant d'abord dans l'une des rainures du collier 48 et ensuite dans la rainure correspondante du corps 49, en tirant ensuite le fil le long de l'extrémité du corps 49, en le faisant descendre de l'autre côté du corps dans une rainure différente, en le faisant passer sur le collier 48 dans une rainure correspondant à la précédente, puis sous l'extrémité inférieure du collier 48, et en le ramenant sur le mandrin dans la rainure suivante dans le col lier 48. Ce procédé est répété jusqu'à ce que toutes les rainures du corps 49 aient été remplies avec le fil.
Les fig. 5, 6 et 7 montrent un gabarit utilisé pour fixer les barreaux 39 au support de grille 24 de manière que l'un des barreaux 39 soit logé sur la ligne radiale passant à travers le centre de la patte indicatrice 36'. Ce gabarit comprend un corps cylin drique 54, une pièce indicatrice 55, une pièce de verrouillage 56 et une pièce de centrage 57.
Le corps 54 présente une partie latérale 60 cylin drique, filetée extérieurement à son extrémité supé rieure. Un anneau 61 s'étend à l'intérieur de la partie 60 et un bossage 62 s'étend vers le haut à partir du centre de l'anneau. L'intérieur de l'anneau 61 et le bossage 62 (fig. 6) présentent des rainures qui corres pondent, en nombre et comme espacement angulaire, aux rainures du corps 49 du mandrin. L'anneau 61 présente également une fente arquée allongée 64 (fig. 5 et 6) dans un but qui sera exposé plus loin.
La pièce indicatrice 55 comprend un corps annu laire 67 portant une cheville 68 montée en perma nence dans le corps et s'étendant vers le haut dans la fente 64. Cette pièce 55 (fig. 7) porte un ressort 69 formé d'un fil métallique qui est fixé à la surface inférieure de la pièce par une vis 70 et s'étend vers le haut à travers une ouverture 71. Le ressort 69 s'étend dans la fente 64 sur la même distance que l'extrémité supérieure de la cheville 68.
On voit à la fig. 7 que la pièce indicatrice 55 est fixée au corps 54 par deux vis 73 qui passent dans des fentes arquées 74 ménagées dans le corps annulaire 67 et qui sont vissées dans des trous filetés percés dans l'anneau 61 du corps 54.
La pièce de verrouillage 56 présente une section en forme de canal, avec une jupe externe filetée 77 et un bossage interne de butée 78. La pièce de cen trage 57 est en forme de cuvette et présente une ouverture 80 pour recevoir la cheville 50 du man drin. La pièce de centrage 57 n'est pas fixée en per manence à la pièce de verrouillage 56, mais ces pièces sont usinées comme indiqué en 83 pour assurer un autocentrage.
On va décrire maintenant la construction des grilles. Un fil continu a été enroulé sur le mandrin 45, comme expliqué plus haut. Le gabarit est préparé en enlevant la pièce de verrouillage 56 et la pièce de centrage 57. Un support de grille conique, 24 dans le cas de la grille-écran, est placé dans le corps 54 comme le montre la fig. 5, de manière que la patte 36' soit maintenue entre la cheville 68 et le ressort 69 (fig. 5 et 6). Le ressort 69 fait pression en direc tion de la cheville 68 de sorte qu'un bord de la patte 36' est maintenu fermement contre la cheville 68.
Grâce à cette disposition, la patte indicatrice 36' se trouve dans chaque cas dans la même position, relati vement aux rainures prévues dans le bossage 62 du corps 54. Les vis 73 et les fentes de réglage 74 sont agencées de manière que la position de la cheville 68 dans le corps 54 puisse être réglée par rotation. Il est possible ainsi d'obtenir exactement toute position donnée de la patte 36' par rapport aux rainures du bossage 62, par exemple la position déterminée repré sentée à la fig. 2 où une ligne radiale passant à tra vers le centre d'un barreau de grille passe aussi à travers le centre de la patte 36'.
On comprend que le gabarit pour la grille de commande est exactement le même que celui de la grille-écran, sauf que son diamètre est légèrement inférieur.
Une fois le support de grille 24 inséré, la pièce de verrouillage 56 est mise en place par vissage et son bossage de butée 78 maintient fermement le sup port de grille contre l'anneau 61 du corps 54. Le gabarit étant ainsi préparé, le mandrin muni de l'en roulement est inséré depuis la partie inférieure jusque dans la position représentée à la fig. 5. La pièce de centrage 57 est alors placée comme le montre cette figure et tout l'assemblage est retourné de manière que l'extrémité percée de la pièce de centrage 57 repose sur une surface de montage.
Le mandrin est alors forcé vers l'intérieur jusqu'à ce qu'il soit arrêté par la pièce 57 dans la position représentée à la fig. 5. Pour plus de clarté, on n'a représenté que quelques barreaux 39 à la fig. 5 mais il est évident que pratiquement chaque rainure du corps 49 porte un barreau. Les rainures du mandrin ne sont pas assez profondes pour envelopper complètement les barreaux et les parties en saillie de ces derniers se logent dans les rainures du bossage 62, de sorte que la position angulaire du mandrin dans le bossage est obtenue automatiquement.
Une fois le mandrin inséré comme représenté à la fig. 5, la pièce de centrage 57 est enlevée et les barreaux de grille 39 sont soudés par points à une partie de diamètre réduit de l'extrémité supérieure du support de grille 24. Le capuchon 40 (fig. 3) est alors placé sur le mandrin, la cheville 50 s'engageant dans l'ouverture 41. Chaque barreau 39 est ensuite soudé par point au capuchon 40. Les extrémités inférieures de tous les barreaux sont alors coupées et séparées du mandrin, dans une zone disposée légè rement au-dessus du collier 48 (fig. 4). Il est pos sible maintenant de retirer le mandrin 45 par le fond du gabarit.
Une fois ce retrait effectué, la pièce de verrouillage 56 est enlevée et le support de grille 24, avec les barreaux qui sont fixés sur lui, peut être retiré du gabarit. Les extrémités inférieures libres des barreaux sont alors coupées dans une zone située juste au-dessous de leurs soudures à l'extrémité supé rieure du support 24. De même, les parties transver sales des barreaux dans le capuchon 40 sont coupées juste au-dessus de leurs soudures au capuchon.
On voit que, par ce moyen, il est possible de faire plusieurs grilles de commande et plusieurs grilles-écrans présentant toutes la même orientation angulaire de leurs barreaux par rapport à la patte indicatrice 36', de sorte que si la patte indicatrice d'une grille-écran est placée directement au-dessus de la patte indicatrice d'une grille de commande, chaque barreau de la grille-écran est aligné radialement avec un barreau de la grille de commande.
La manière d'assembler le tube afin d'assurer l'alignement -des grilles par des moyens extérieurs à l'enveloppe va être décrite maintenant. Le gabarit d'assemblage utilisé à cet effet est représenté à la fig. 8 et comprend un plateau de base 90 présentant un bossage central 91 évidé et une partie latérale cylindrique 92 montés coaxialement sur le plateau 90. Le procédé d'assemblage consiste simplement à laisser tomber dans le gabarit chaque anneau de céra mique et métallique, en commençant par l'anneau métallique 34 et en finissant par l'anneau de céra mique 7.
La tige centrale 31 ainsi que la tige laté rale 32 sont insérées avant l'anneau métallique 9 qui porte la cathode 21. Pendant l'assemblage, un anneau de brasage 93 est disposé entre chaque anneau de céramique et métallique. Cependant, dans le cas représenté où la cathode comprend un revêtement d'oxydes, l'anneau de brasage est omis des deux côtés de l'anneau de cathode 9. Des anneaux de brasage 94 et 95 sont glissés, jusqu'à la partie inférieure des tiges 31 et 32, respectivement.
Comme les anneaux métalliques 8 et 9 ne por tent pas de pattes indicatrices, l'orientation de leurs pattes 36 dans le gabarit n'a pas d'importance pen dant l'assemblage. Cependant, il est important que les pattes indicatrices 36' des anneaux de grilles 11 et 12 soient placées approximativement l'une au-dessus de l'autre.
Une fois tous les anneaux de céramique et métal liques insérés dans le gabarit, des clavettes d'espace ment 100 (fig. 8), arquées et allongées, sont insé rées dans le gabarit de manière que les deux pattes indicatrices 36', et éventuellement les pattes 36, soient alignées l'une au-dessus de l'autre. Finalement, la bride de scellage 16 est placée dans la position représentée à la fig. 8 et tout l'ensemble est placé dans un four de brasage, après quoi l'enveloppe peut être séparée au niveau de l'anneau de cathode 9 pour permettre la fixation de l'enroulement de chauf fage 29 et le dépôt du revêtement de la cathode 21.
Après ces opérations, les parties sont assemblées à nouveau avec un anneau de brasage de chaque côté de l'anneau 9 et un brasage local est assuré au niveau de cet anneau. Finalement, l'ensemble comprenant l'anode est mis en place de manière que sa bride de scellage 14 glisse sur la bride de scellage 16, et un brasage local final ou une soudure est fait en 17 comme indiqué à la fig. 1.
Bien que le montage représenté à la fig. 8 per mette, en fait, l'accès aux grilles, la méthode décrite ne demande évidemment pas cet accès et, si on le désire, l'anode 13 peut être mise en place sur le tube quand les grilles sont alignées et peut passer dans le four de brasage avec le gabarit, comme dans le cas représenté à la fig. 11. Cependant, il faut remar quer que le procédé décrit est avantageux même dans les cas où l'accès aux grilles est possible pen dant leur alignement. Un avantage est qu'un gabarit très simple permet d'assurer le montage des parties de l'enveloppe et l'alignement des grilles.
Un autre avantage est que l'alignement depuis l'extérieur du tube présente une précision considérable. En effet, les pattes indicatrices 36' sont disposées sensiblement à plus grande distance du centre du tube que les barreaux des grilles, de sorte qu'un léger défaut d'ali gnement des pattes n'est pas décelable dans la posi tion réelle des barreaux correspondant à un rayon plus faible.
La seconde mise en oeuvre du procédé va être décrite maintenant pour un tube comprenant des grilles planes et non plus cylindriques. Le tube com plet à grilles planes est représenté à la fig. 10 et comprend une enveloppe comportant six anneaux de céramique 110 à 115 et sept anneaux métalliques 117 à 123. Les extrémités des anneaux de céramique sont métallisées et brasées aux anneaux métalliques comme décrit dans la mise en oeuvre relative au tube représenté à la fig. 1.
L'anneau métallique 117 cons titue une fermeture extrême du tube et présente une ouverture centrale dans laquelle est brasée une che ville de support 125 pour un filament de chauffage 126. L'anneau métallique 118 constitue un conduc teur pour l'autre extrémité du filament de chauffage. L'anneau métallique 119 constitue un support pour une cathode 128, l'anneau métallique 120 constitue un support pour une grille de commande 130, l'an neau métallique 121 constitue un support pour une grille-écran 132 et l'anneau métallique 122 constitue un support pour une grille d'arrêt 134.
L'anneau métallique 123 constitue une fermeture pour l'extré mité supérieure du tube et présente une ouverture centrale dans laquelle est brasée une tubulure d'éva cuation 136. L'extrémité intérieure de la tubulure d'évacuation comprend un bouchon plein<B>137</B> for mant une surface anodique et présente aussi des fentes 138 permettant le passage de l'air quand le tube est vidé par la tubulure d'évacuation.
La fabrication des grilles va être décrite en réfé rence aux fig. 13 et 14 montrant un gabarit 140 qui sert aussi de mandrin. Le gabarit 140 présente une ouverture centrale agencée pour recevoir l'anneau 120 de support de la grille de commande. On peut voir aux fig. 10 et 12 que chaque anneau métalli que porte une patte formant borne s'étendant à l'extérieur de l'enveloppe. Ces pattes sont numéro tées de 117' à 123' et correspondent respectivement aux anneaux 117 à 123. On voit à la fig. 13 que le côté inférieur du gabarit 140 présente un évidement 142 qui reçoit la patte 120' de l'anneau 120.
Les côtés et la surface supérieure du gabarit 140 sont rainurés pour recevoir un fil métallique continu et un côté du gabarit porte des chevilles 143 et 144 aux quelles les extrémités du fil peuvent être fixées. La grille est fabriquée comme suit. L'anneau de support 120 est inséré dans le gabarit comme repré senté à la fig. 14, sa patte 120' étant logée dans l'évidement 142 (fig. 13). Le fil formant la grille est alors enroulé autour du gabarit, les divers brins étant disposés dans les rainures de ce dernier. Une fois l'enroulement achevé, les fils sont brasés à la bride 145 de l'anneau 120.
Finalement, les fils sont séparés de la bride 145 par coupure, juste à l'extérieur de leur connexion par brasage à cette bride. La grille achevée peut être alors retirée du gabarit.
La fig. 15 montre un gabarit 148 pour la grille- écran, similaire au gabarit 140 sauf qu'il est plus épais et qu'il présente une ouverture centrale de la forme voulue pour recevoir l'anneau 121 de sup port de la grille, plus épais que l'anneau 120 et d'une forme différente. La position de l'évidement 149 est également différente. Il faut noter que la fig. 15 représente une vue par-dessous du gabarit 148 tandis que la fig. 13 est une vue par-dessus du gabarit 140.
Cette différence permet de rendre plus claire la repré sentation, parce que le support 120 de la grille de commande est en forme de cuvette vers le haut (fig 10) tandis que le support 121 de la grille-écran est en forme de cuvette vers le bas. Ainsi, les fig. 13 et 15 sont toutes deux des vues prises du côté des fils de grille et il est maintenant évident que les posi tions des pattes 120' et 121' dans les gabarits sont les mêmes que dans la fig. 12. Le gabarit 148 com prend des chevilles 150 et 151 pour maintenir les fils et est utilisé pour fabriquer la grille-écran de la même manière que le gabarit 140 pour fabriquer la grille de commande.
Toutefois, le fil de grille enroulé sur le gabarit 148 ne passe pas dans toutes les rainures successives du gabarit, mais saute certaines rainures parce que la grille-écran comprend moins de bar reaux que la grille de- commande, comme on le voit à la fig. 10. Il est évident que la grille d'arrêt peut être fabriquée de la même manière que la grille- écran.
Les fig. 11 et 12 montrent le tube à grilles planes assemblé dans un gabarit d'assemblage 153. Ce der nier comprend un plateau de base 154 comprenant un bossage central 155 recevant un bossage tourné vers le bas de l'anneau métallique 117. Une paroi latérale cylindrique 156 est placée coaxialement sur le plateau 154. Au lieu d'utiliser des clavettes libres 100 comme dans le cas représenté à la fig. 9 afin d'orienter les pattes, on utilise des clavettes 158 qui sont d'une pièce avec la paroi latérale 156 et sépa rées par des rainures 159.
Chaque rainure est desti née à recevoir une patte particulière, l'arrangement particulier des pattes étant représenté à la fig. 12. On peut marquer un signe à la partie supérieure de la paroi latérale 156 adjacente à chaque rainure et indi quant la patte qui doit être logée dans celle-ci.
Comme dans le cas du tube à électrodes cylin driques, les diverses pièces sont placées les unes au- dessus des autres dans le gabarit 153 en commen- çant par l'anneau métallique 117 et en finissant avec l'anneau métallique 123, un anneau de brasage étant placé entre chaque anneau de céramique et métalli- que, sauf pour l'anneau métallique 119 qui supporte la cathode.
Comme pour le cas du tube précédem ment décrit, le gabarit 153 est placé dans un four de brasage et ensuite les parties sont séparées au niveau de l'anneau 119 pour permettre l'application du revêtement cathodique et fixer l'enroulement de chauffage 126. Le tube est ensuite assemblé à nou veau et un brasage local par radiation est fait au niveau de l'anneau 119. La tubulure d'évacuation 136 peut être brasée à l'anneau métallique<B>123</B> avant l'insertion dans le gabarit et, dans ce cas, on utilise un alliage de brasage à plus haute température pour la tubulure que celui utilisé entre les anneaux de céramique et métallique.
On voit d'après les fig. 10, 11 et 12 que chacun des anneaux métalliques 117 à 123 comprend des pattes 117' à 123' formant bornes, ces pattes n'étant pas disposées verticalement les unes au-dessus des autres mais espacées autour de la périphérie du tube. En comparant les fig. 13 et 15 à la fig. 12, on peut noter que les orientations angulaires des bornes 120' et 121' sont exactement les mêmes que dans les gaba rits 140 et 148. Il est évident par conséquent que lorsque les grilles 130 et 132 sont placées dans le gabarit, les barreaux de leurs grilles sont parallèles les uns aux autres.
Ils sont également disposés les uns au-dessus des autres parce que les rainures dans le gabarit 140 ont exactement les mêmes positions par rapport au centre du gabarit que les rainures dans le gabarit 148 par rapport au centre de ce dernier.
Il faut remarquer que le procédé décrit de fabri cation de tubes électroniques permet non seulement d'obtenir une orientation rapide et précise des élec trodes mais aussi l'alignement axial des parties du tube en même temps que l'on obtient l'orientation angulaire des électrodes. A ce sujet, il faut remarquer aux fig. 8, 9, 11 et 12 que les surfaces internes des clavettes<B>100</B> et 158 assurent l'alignement axial des parties du tube en même temps que les surfaces latérales de ces clavettes assurent l'orientation angu laire des grilles.
Il est évident qu'au lieu d'utiliser des, pattes munies d'index comme décrit plus haut, toutes les parties du support d'électrode qui s'étendent en dehors de l'enveloppe peuvent être utilisées comme moyens indicateurs. Par exemple, à la place des pattes, les tubes selon les fig. 1 et 10 pourraient comprendre des bornes sous forme d'anneaux continus. Dans ce cas, on pourrait avoir une ou des encoches ménagées dans la périphérie de l'anneau formant borne de chaque électrode devant être orientée, et coopérant avec une clavette placée dans le gabarit.
Method of manufacturing an electron tube The present invention relates to a method of manufacturing an electron tube comprising a casing in several parts enclosing at least two electrodes mounted on supports having extensions outside the casing.
The most well-known tube construction, in which a determined orientation is ensured between two electrodes, is that in which two concentric grids of metal wires and in the form of a cage are oriented so that the bars of the outer grid are radially aligned with the bars. bars of the inner grille.
In a known manufacturing process for achieving radial alignment of caged type grids, the bars of the grids are viewed while moving one of the grids. relative to each other until the eye detects alignment. Another known method consists in using a jig having fingers or pins extending radially through the grids, in contact with the bars. It is obvious that in these two processes, it is necessary to have access to the bars of the grids in order to obtain their alignment.
In some tubes, this access is not easy owing to the arrangement of the various parts and in all cases the need to have access to the bars prevents the complete assembly of the tube when the alignment is carried out.
An object of the invention is to provide a method making it possible to obtain a determined orientation of the two electrodes with respect to one another and more especially to provide an assembly method ensuring the orientation of the electrodes even when the complete casing of the tube is in place and that there is no access to the electrodes to be oriented.
Another object is to provide a method of manufacturing, in particular ceramic electronic tubes, simultaneously allowing the orientation of the electrodes and the mounting of the various sections of the casing of the tube.
Yet another object is to provide a rapid, inexpensive and precise process for the manufacture of tubes in which two electrodes have a determined orientation.
The appended drawing illustrates, by way of example, two implementations of the method according to the invention.
Fig. 1 is an axial section of an electronic tube obtained in the first implementation.
Fig. 2 is a top view, on a smaller scale, of the screen grid and of the support for this grid which are shown in FIG. 1.
Fig. 3 is a section on 3-3 of FIG. 2. FIG. 4 is a side view of a mandrel for winding the wires of this grid.
Fig. 5 is a cross section of a jig for mounting the wires of the screen grid in the grid support.
Fig. 6 is a section on 6-6 of FIG. 5. FIG. 7 is a view along 7-7 of FIG. 5.
Fig. 8 is a cross section of a jig and various parts shown in FIG. 1.
Fig. 9 is a section on 9-9 of FIG. 8. FIG. 10 is a section through another electronic tube obtained in the second implementation.
Fig. 11 is a section of a jig and of its parts shown in FIG. 10.
Fig. 12 is a view from above corresponding to FIG. 11.
Fig. 13 is a plan view of a template for assembling the wires from a planar grid to a grid support and shows the support of the control grid shown in FIG. 10.
Fig. 14 is a section on 14-14 of FIG. 13. FIG. 15 is a view similar to that of FIG. 13, showing a template for the screen grid shown in FIG. 10.
The electron tube shown in FIG. 1 will be described first in its finished form. The empty air casing of the tube is generally cylindrical in shape, the side wall comprising a stack of five ceramic rings 2, 3, 4, 6 and 7 and four flat metal rings 8, 9, 11 and 12 arranged between the ceramic rings. The ceramic is preferably a highly refractory material, for example alumina, the ceramic rings being metallized at both ends by any method of metallization, for example by sintering a mixture of powders, molybdenum and manganese . The metal rings are very thin, their thickness being for example 0.5 mm, and have good electrical conductivity.
They can be made of copper. The parts of the ceramic and metal rings in contact are brazed together using high temperature brazing alloys, for example a copper-gold alloy.
Metal connections made at the brazed joints form strong vacuum-tight mechanical connections so that the cylindrical side wall of the tube casing is a rigid, impermeable cylinder of rugged construction. The metal rings passing through this side wall constitute input conductors through the casing, these rings fulfilling the dual function of electrode and terminal supports.
An outer anode 13 made of metal, for example copper, has the shape of a cup and forms the upper part of the casing. It is supported by the ceramic ring 7 and fixed by sealing flanges 14 and 16. These flanges are metal parts in the form of cups, the flange 14 being brazed to the anode 13 and the flange 16 to the. metallized upper end of ceramic ring 7. Once the other parts of the tube have been assembled, the anode is placed over the other electrodes and a final seal is made by brazing together the aligned edges of the flanges 14 and 16, at 17. The anode 13 carries an evacuation tube 18 and cooling fins 19.
The other electrodes, which are arranged in the envelope, comprise a cathode 21, a control grid 22 and a screen grid 23, coaxial and projecting upwardly into the anode 13. The cathode 21 is preferably of the oxide coating type and the grids 22 and 23 are metal wire grids liques. All of these electrodes are supported by the metal rings on the side wall. Thus, the screen grid 23 is mounted on a tubular support 24 connected to the upper ring 12; the control grid 22 is mounted on a similar support 26 connected to the ring 11 and the cathode 21 comprises a skirt 27 mounted on a tubular support 28 connected to the ring 9.
These electrode supports are advantageously formed in one piece with the corresponding rings so that these parts can be stamped or drawn in one piece from a metal foil.
The means for heating the cathode comprise a heating filament 29, one end of which is connected to a central rod 31 and the other end to a lateral rod 32. The latter is mounted on a conical support 33 constituting a part of the lower metal ring 8. The central rod 31 has an enlarged lower portion extending through a lower conical wall 34 of the casing; it is brazed to this wall which is formed by a metal disc brazed to the periphery of the metallized end of the lower ceramic ring 2.
The construction of grids 22 and 23 will be discussed in detail. The two grids are built on the same principle and differ only in their dimensions. Only the screen grid 23 has therefore been shown in detail (FIGS. 2 and 3). The metal ring 12, forming part of the support 24 of this grid, carries several tabs 36 which project outside the casing of the tube (fig. 1, 8 and 9). These tabs are used, according to a known method, to constitute terminals for all the electrode rings 8, 9, 11 and 12.
In the tube shown (FIG. 2), one of the tabs of the screen grid is indicated by 36 'and bears an indicator mark 38 formed by an X, for a purpose which will be described later. The screen grid 23 comprises bars 39 made of metal wires arranged vertically in a circle. The lower ends of the bars are spot welded to the cylindrical support 24 and the upper ends are spot welded to a cap 40 having a central opening 41.
One of the bars 39 (Fig. 2) is disposed on a radial line passing through the center of the indicator tab 36 '. The control grid 22 has exactly the same number of bars as the screen grid 23, with the same angular spacing. In addition, one of the bars of the control grid 22 is disposed on a radial line which passes through the center of the indicator tab 36 '(FIG. 1), this tab also carrying an index X, not shown.
We will now describe the manufacture, using a template, of the grids 22 and 23. It is exactly the same for the two grids and will only be described for the grid 23.
Fig. 4 shows a known mandrel 45 on which the wires forming the grid are wound. The hanger 45 comprises a rod 46 carrying a dowel 47 to which one end of a continuous wire is attached. A grooved collar 48 is disposed on the mandrel near the pin 47. The main body 49 of the mandrel is grooved along its entire length and carries a centering pin 50 at its upper end.
Winding is done by attaching one end of a continuous wire to the peg 47 and then pulling the wire along the mandrel, placing it first in one of the grooves of the collar 48 and then in the corresponding groove of the collar. body 49, then pulling the wire along the end of body 49, making it descend to the other side of the body in a different groove, passing it over the collar 48 in a groove corresponding to the previous one, then under the lower end of collar 48, and pulling it back over the mandrel into the next groove in binding neck 48. This process is repeated until all the grooves in body 49 have been filled with wire.
Figs. 5, 6 and 7 show a jig used to secure the bars 39 to the grid support 24 so that one of the bars 39 is seated on the radial line passing through the center of the indicator tab 36 '. This jig comprises a cylindrical body 54, an indicator piece 55, a locking piece 56 and a centering piece 57.
The body 54 has a cylindrical side part 60, externally threaded at its upper end. A ring 61 extends inside portion 60 and a boss 62 extends upward from the center of the ring. The interior of the ring 61 and the boss 62 (FIG. 6) have grooves which correspond, in number and in angular spacing, to the grooves in the body 49 of the mandrel. Ring 61 also has an elongated arcuate slot 64 (Figs. 5 and 6) for a purpose which will be discussed later.
The indicator part 55 comprises an annular body 67 carrying a pin 68 permanently mounted in the body and extending upwards into the slot 64. This part 55 (fig. 7) carries a spring 69 formed of a wire. metal which is attached to the lower surface of the workpiece by a screw 70 and extends upward through an opening 71. The spring 69 extends into the slot 64 the same distance as the upper end of the dowel 68.
We see in fig. 7 that the indicator piece 55 is fixed to the body 54 by two screws 73 which pass through arcuate slots 74 formed in the annular body 67 and which are screwed into threaded holes drilled in the ring 61 of the body 54.
The locking piece 56 has a channel-shaped section, with a threaded outer skirt 77 and an internal stop boss 78. The centering piece 57 is cup-shaped and has an opening 80 for receiving the pin 50 of the handle. drin. The centering part 57 is not permanently fixed to the locking part 56, but these parts are machined as indicated at 83 to ensure self-centering.
We will now describe the construction of the gates. A continuous wire has been wound on the mandrel 45, as explained above. The jig is prepared by removing the locking piece 56 and the centering piece 57. A conical grid support, 24 in the case of the screen grid, is placed in the body 54 as shown in FIG. 5, so that the tab 36 'is held between the pin 68 and the spring 69 (fig. 5 and 6). The spring 69 presses towards the ankle 68 so that one edge of the tab 36 'is held firmly against the ankle 68.
Thanks to this arrangement, the indicator tab 36 'is in each case in the same position, with respect to the grooves provided in the boss 62 of the body 54. The screws 73 and the adjustment slots 74 are arranged so that the position of the peg 68 in the body 54 can be adjusted by rotation. It is thus possible to obtain exactly any given position of the tab 36 'with respect to the grooves of the boss 62, for example the determined position represented in FIG. 2 where a radial line passing through the center of a grid bar also passes through the center of the tab 36 '.
We understand that the template for the control grid is exactly the same as that of the screen grid, except that its diameter is slightly smaller.
Once the grid support 24 has been inserted, the locking piece 56 is screwed into place and its stop boss 78 firmly holds the grid support against the ring 61 of the body 54. The jig being thus prepared, the mandrel equipped with the roller is inserted from the lower part into the position shown in fig. 5. The centering piece 57 is then placed as shown in this figure and the entire assembly is turned over so that the drilled end of the centering piece 57 rests on a mounting surface.
The mandrel is then forced inwards until it is stopped by the part 57 in the position shown in FIG. 5. For greater clarity, only a few bars 39 have been shown in FIG. 5 but it is evident that almost every groove of the body 49 carries a bar. The grooves of the mandrel are not deep enough to completely envelop the bars and the protruding parts of the latter fit into the grooves of the boss 62, so that the angular position of the mandrel in the boss is obtained automatically.
Once the mandrel has been inserted as shown in fig. 5, the centering piece 57 is removed and the grid bars 39 are spot welded to a reduced diameter portion of the upper end of the grid support 24. The cap 40 (Fig. 3) is then placed on the mandrel. , the peg 50 engaging in the opening 41. Each bar 39 is then spot welded to the cap 40. The lower ends of all the bars are then cut and separated from the mandrel, in an area disposed slightly above the collar 48 (fig. 4). It is now possible to remove the mandrel 45 from the bottom of the jig.
Once this removal has been made, the locking piece 56 is removed and the grid support 24, with the bars which are attached to it, can be removed from the jig. The free lower ends of the bars are then cut in an area located just below their welds at the upper end of the support 24. Likewise, the dirty transverse parts of the bars in the cap 40 are cut just above. their welds to the cap.
It can be seen that, by this means, it is possible to make several control grids and several screen grids all having the same angular orientation of their bars with respect to the indicator tab 36 ', so that if the indicator tab of a grid screen is placed directly above the indicator tab of a control grid, each bar of the screen grid is radially aligned with a bar of the control grid.
The manner of assembling the tube in order to ensure alignment of the grids by means external to the casing will now be described. The assembly jig used for this is shown in fig. 8 and comprises a base plate 90 having a recessed central boss 91 and a cylindrical side portion 92 mounted coaxially on the plate 90. The assembly process is simply to drop each ceramic and metal ring into the jig, starting with with the metal ring 34 and ending with the ceramic ring 7.
The central rod 31 as well as the lateral rod 32 are inserted before the metal ring 9 which carries the cathode 21. During assembly, a brazing ring 93 is arranged between each ceramic and metal ring. However, in the case shown where the cathode comprises an oxide coating, the brazing ring is omitted from both sides of the cathode ring 9. Brazing rings 94 and 95 are slid, up to the lower part. rods 31 and 32, respectively.
As the metal rings 8 and 9 do not carry indicator tabs, the orientation of their tabs 36 in the jig is not important during assembly. However, it is important that the indicator tabs 36 'of the grid rings 11 and 12 are placed approximately one above the other.
Once all the ceramic and metal rings have been inserted into the template, space keys 100 (fig. 8), arcuate and elongated, are inserted into the template so that the two indicator tabs 36 ', and possibly the legs 36, are aligned one above the other. Finally, the sealing flange 16 is placed in the position shown in FIG. 8 and the whole assembly is placed in a brazing furnace, after which the casing can be separated at the cathode ring 9 to allow the attachment of the heating coil 29 and the deposition of the coating of the cathode 21.
After these operations, the parts are assembled again with a brazing ring on each side of the ring 9 and local brazing is provided at this ring. Finally, the assembly comprising the anode is placed so that its sealing flange 14 slides over the sealing flange 16, and a final local brazing or welding is made at 17 as shown in FIG. 1.
Although the assembly shown in fig. 8 allows, in fact, access to the grids, the method described obviously does not require this access and, if desired, the anode 13 can be placed on the tube when the grids are aligned and can pass through the brazing furnace with the jig, as in the case shown in fig. 11. However, it should be noted that the method described is advantageous even in cases where access to the gates is possible during their alignment. One advantage is that a very simple template makes it possible to assemble the parts of the casing and to align the grids.
Another advantage is that the alignment from the outside of the tube has considerable precision. Indeed, the indicator tabs 36 'are arranged substantially at a greater distance from the center of the tube than the bars of the grids, so that a slight misalignment of the tabs is not detectable in the actual position of the bars. corresponding to a smaller radius.
The second implementation of the method will now be described for a tube comprising flat grids and no longer cylindrical. The complete tube with flat screens is shown in fig. 10 and comprises a casing comprising six ceramic rings 110 to 115 and seven metal rings 117 to 123. The ends of the ceramic rings are metallized and brazed to the metal rings as described in the implementation relating to the tube shown in FIG. 1.
The metal ring 117 constitutes an extreme closure of the tube and has a central opening in which is brazed a support city 125 for a heating filament 126. The metal ring 118 constitutes a conductor for the other end of the filament. of heating. The metal ring 119 constitutes a support for a cathode 128, the metal ring 120 constitutes a support for a control grid 130, the metal ring 121 constitutes a support for a screen grid 132 and the metal ring 122 constitutes. a support for a stop grid 134.
The metal ring 123 forms a closure for the upper end of the tube and has a central opening into which is brazed a discharge tube 136. The inner end of the discharge tube includes a solid plug <B> 137 </B> forms an anodic surface and also has slits 138 allowing the passage of air when the tube is emptied through the discharge tubing.
The manufacture of the grids will be described with reference to FIGS. 13 and 14 showing a template 140 which also serves as a mandrel. The template 140 has a central opening arranged to receive the support ring 120 of the control grid. We can see in fig. 10 and 12 that each metal ring which carries a tab forming a terminal extending outside the casing. These tabs are numbered 117 'to 123' and correspond respectively to the rings 117 to 123. It can be seen in FIG. 13 that the lower side of the jig 140 has a recess 142 which receives the tab 120 'of the ring 120.
The sides and top surface of the jig 140 are grooved to receive continuous wire, and one side of the jig carries pegs 143 and 144 to which the ends of the wire can be attached. The grid is made as follows. The support ring 120 is inserted into the jig as shown in fig. 14, its tab 120 'being housed in the recess 142 (FIG. 13). The wire forming the grid is then wound around the template, the various strands being arranged in the grooves of the latter. Once winding is complete, the wires are brazed to the flange 145 of the ring 120.
Finally, the wires are separated from the flange 145 by cutting, just outside of their solder connection to this flange. The completed grid can then be removed from the jig.
Fig. 15 shows a template 148 for the screen grid, similar to template 140 except that it is thicker and that it has a central opening of the desired shape to receive the ring 121 supporting the grid, thicker than the ring 120 and of a different shape. The position of the recess 149 is also different. It should be noted that fig. 15 shows a view from below of the template 148 while FIG. 13 is a view from above of the template 140.
This difference makes the representation clearer, because the support 120 of the control grille is cup-shaped upwards (fig 10) while the support 121 of the screen grille is cup-shaped upwards. low. Thus, Figs. 13 and 15 are both views taken from the grid wire side and it is now evident that the positions of the tabs 120 'and 121' in the jigs are the same as in fig. 12. Jig 148 com takes pegs 150 and 151 to hold the wires and is used to make the screen grid in the same way as jig 140 to make the control grid.
However, the grid wire wound on the jig 148 does not pass through all the successive grooves of the jig, but skips some grooves because the screen grid has fewer bars than the control grid, as seen in fig. 10. Obviously, the stopper grille can be made in the same way as the screen grille.
Figs. 11 and 12 show the tube with planar screens assembled in an assembly jig 153. This latter comprises a base plate 154 comprising a central boss 155 receiving a boss facing downwards from the metal ring 117. A cylindrical side wall 156 is placed coaxially on the plate 154. Instead of using free keys 100 as in the case shown in FIG. 9 in order to orient the legs, wedges 158 are used which are integral with the side wall 156 and separated by grooves 159.
Each groove is intended to receive a particular tab, the particular arrangement of the tabs being shown in FIG. 12. A sign may be marked at the top of the side wall 156 adjacent to each groove and indicating which tab is to be seated therein.
As in the case of the cylindrical electrode tube, the various parts are placed one above the other in the jig 153 starting with the metal ring 117 and ending with the metal ring 123, a ring of brazing being placed between each ceramic and metal ring, except for the metal ring 119 which supports the cathode.
As in the case of the tube described above, the jig 153 is placed in a brazing furnace and then the parts are separated at the ring 119 to allow the application of the cathode coating and to fix the heating coil 126. The tube is then assembled again and local radiation brazing is done at the ring 119. The discharge tubing 136 can be brazed to the metal ring <B> 123 </B> before insertion. in the jig and, in this case, a higher temperature brazing alloy is used for the tubing than that used between the ceramic and metal rings.
It can be seen from FIGS. 10, 11 and 12 that each of the metal rings 117 to 123 comprises lugs 117 'to 123' forming terminals, these lugs not being arranged vertically one above the other but spaced around the periphery of the tube. By comparing Figs. 13 and 15 in fig. 12, it can be noted that the angular orientations of the terminals 120 'and 121' are exactly the same as in the gaba rits 140 and 148. It is therefore evident that when the grids 130 and 132 are placed in the jig, the bars of their grids are parallel to each other.
They are also arranged one above the other because the grooves in the template 140 have exactly the same positions relative to the center of the template as the grooves in the template 148 relative to the center of the latter.
It should be noted that the process described for manufacturing electron tubes not only makes it possible to obtain a rapid and precise orientation of the electrodes but also the axial alignment of the parts of the tube at the same time as one obtains the angular orientation of the electrodes. electrodes. In this regard, it should be noted in fig. 8, 9, 11 and 12 that the internal surfaces of the keys <B> 100 </B> and 158 ensure the axial alignment of the parts of the tube at the same time as the lateral surfaces of these keys ensure the angular orientation of the grids .
It is obvious that instead of using tabs provided with indexes as described above, all parts of the electrode holder which extend outside the shell can be used as indicating means. For example, instead of the legs, the tubes according to Figs. 1 and 10 could include terminals in the form of continuous rings. In this case, one could have one or more notches formed in the periphery of the ring forming a terminal of each electrode to be oriented, and cooperating with a key placed in the jig.