Способ изготовления цилиндрического решетчатого электрода для электронных ламп и устройство для его осуществления

 

1 о п и с A н ф, ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

075 (б1) Дополнительное к ав т. св ид- в у— (22) Заявлено 05. 01. 77 (21) 2438257/18-25 с присоединением заявки Hо—

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий

9/16 (23) Приоритет—

Опубликовано 15,1180. Бюллетень 9 42

21. 385.

4:621.3.

4 (088.8) Дата опубликования описания 151180 (72) Авторы изобретения

В.A.Âàñèëüåâ и В.Б.Цвицинский (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО

РЕШЕТЧАТОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ЭЛЕКТРОННЫХ

ЛАМП И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к производству электровакуумных приборов (ЭВП), в частностн к производству цилиндрических решетчатых электродов, например прямонакальных 5 цилиндрических мелкоструктурных решетчатых катодов и сеток, используемых в коаксиальных электронных лампах с малым временем готевности и устойчивых по отношению многократ-. . !О ного включения цепи накала..

Известен способ навивки цилиндрических решетчатых электродов,при котором производится укладка проволо= ки на неразъемной или разъемной медной оправке (1), Разъемная оправка состоит из нескольких перемещающихся секторов,, которые имеют на своих внешних поверхностях винтовые правозаходные и левозаходные перекрещива- Я ющиеся риски, а на торцах имеют пазы, расположенные по окружности. Проволоку заклепляют в одном из пазов верхйего торца и укладывают ее вдоль винтовой риски, например по право- 2$ эаходной, затем закрепляют ее в пазу нижнего торца оправки и переворачивают на 180 оправку в руках, навивают проволоку опять по правозаходной винтовой линии с последующим эакреп- Я» лением ее в пазу верхнего кольца, и так процесс повторяется до полной укладки проволоки вдоль всех правых-- винтовых линий. После этого, таким же образом производится укладка проволоки по левозаходным винтовым линиям. После укладки проволоки по левозаходным и правозаходным винтовым линиям места их скрещивания свариваются.

Известен способ изготовления цилиндрического решетчатого электрода электронных ламп, включающий введение свободного конца проволоки в канал дюзы, накладывание его на оправку и закрепление в точке касания, навивку проволоки по чередующимся правым и левым винтовым линиям (2 ).

Согласно этому способу конец проволоки из одной дюэы приваривают к одному стальному кольцу и медной оправке придают вращательное движение, связанная кинематически при помощи зубчатого и винтового механизмов с оправкой упомянутая дюза совершает поступательное движение вдоль оправки. Проволоку,. выходящую иэ круглого отверстия дюзы, укладывают иа медную оправку по винтовой, например правой, линии и по оконча-.

780075

:нии одного прохода устройство ныКпючают. Проволоку приваринают к стаЛьному кольцу, расположенному на другом конце медной оправки, затем проволоку обрезают и конец обламыва.ют, каретку возвращают в исходное. положение. Оправку поворачивают на необходимый угол при помощи храпового механизма. Проволоку вытягивают из той же дюны, опять приваривавт к первому стальному кольпу. Включают устройство и проволоку нанивают по второй винтовой правой линии. Далее этот процесс повторяют до навивки проволоки по всем винтовым правым линиям. После этого производят навинку проволоки по левым нинтовым линиям т кйм же образом, но проволока выходит из второй дюзы и, соответственно, другой катушки.

Известно устройство для навивки электродов ЭВП, содержащее оправку, дину, зубчатую пару, катушку для проволоки (3 ).

Недостатком данного устройства является то, что на нем невозможно изготавливать решетчатые цилиндрические электроды.

Известно также устройство для изготовления цилиндрического решетчатого электрода для электронных ламп, содержащее оправку, дюзу, два кинематически связанных параллельных вала (2).

Известные способы и устройства не позволяют решить проблему по изготовлении мелкоструктурных цилиндрических решетчатых катодов и сеток, необходимых для создания электронных лами с малым временем готовности и устойчивых к многократному включению цепи накала, для достижения чего требуется структура решетчатого катода, выполненного из проволоки диаметром 0,02.-0,2 мч, размером ячейки 0,3-0,5 мм и углом подьема нити винтовой линии в пределах

5-25о

Другим недостатком известных способов и устройств является их низкая проиэНодительность, необходимость .постоянного внимания оператора, что значительно увеличивает трудоемкость изготовления.

Дель изобретения — повышение точнос ти изготовления и обеспечение возможнбсти навивки мелкоструктурных решетчатых электродов с малым углом подъема винтовой линии.

Поставленйая цель достигается. тем, что навивку ведут ненрерывно, циклами, состоящими из навивки проволоки по одной правой вперед и одной левой назад винтовым линиям, в течение каждого цикла поворачивая оправку на угол, отличающийся от целого числа оборотов на 360 к где р — число заходов, к — коэфЖиР циент равный 1 или-целому числу, I не кратному р, при этом одновременно производят рихтонку проволоки, путем перегиба ее н месте сбега из канала дюзы.

65 ную навинку одной нитью проволоки всего цилиндрического мелкоструктурного решетчатого керна катода с необходимым и равным количеством заходов правых и левых винтовых линий нити проэолоки, и в течение всей

Поставленная цель достигается также тем, что при нанинке расстоя-: ние от места сбега проволоки из канала дюзы до точки касания ее с оправкой выдерживается равным (1-1,7)WD, где 0 — диаметр навивки.

Устройство для осуществления способа отличается тем, что валы связа- . ны зубчатой парой, при этом ведущая шестерня зубчатой пары и оправка укреплены на одном валу, а ведомое колесо зубчатой пары и кулачок — на другом, причем кулачок посажен на неподвижную трубчатую ось, являющуюся направляющей для толкателя кулачкового механизма. а дюза закреплена

20 на толкателе, направляющий канал которой выполнен н виде углового паза.

На фиг,1 изображен керн цилиндрического решетчатого катода; на. фиг.2 дана ячейка цилиндрического, решетчатого катода;на фиг.3 — устрой« ство для навивки цилиндрического решетчатого керна катода; на фиг.4 шпоночное соединение толкателя со стойкой; на фиг.5 — канал дюзы с проволокой.

На фиг.1 и 2 показан цилиндрический решетчатый керн 1 катода, нить накала 2 которого выполнена из единой проволоки, нанитой по лено- и правозаходным винтовым линиям с углом подъема с(.= 11 30 . Решетчатый керн 1 закреплен на колпачке 3 и держателе 4.

Перед началом навивки свободный

40 конец проволоки вкладывают в канал дюзы установленной над оправкой и отстоящей от ее поверхности (для повышения точности укладки проволоки на оправку) на расстоянии 2(d +0,5), 45 при этом направляющий проволоку канал дюны выполнен (для обеспечения устойчивого положения в нем проволоки) в виде углового паза с углом раскрытия 90 . Проведенный через дюзу конец проволоки накладывают на надетый на оправку держатель катода и приваривают к нему в точке касания контактной сваркой. Включают устройство, оправке придается вращательное движение и свйзанная кинематически с оправкой дюза получает нозвратнопоступательное движение вдоль оси оправки. В результате согласованных устройством движений оправки и дюзы производят автоматическую, непрерыв780075

55 навивки выдерживают расстояние от места сбега проволоки из канала дюэы до точки касания ее с оправкой в со ответствии с соотношением (1-1,7) Г6 чем достигается точность укладки нитей проволоки в структуру керна като. да. Рихтуют проволоку путем перегиба ее в месте сбега из дюзы под углом

120-175 . Далее для смещения каждой последующей винтовой линии навивки на шаг, в "течение одного цикла состоящего иэ навивки проволоки по бдной © правой вперед и одной левой назад винтовым линиям, оправку поворачивают на угол, отличный от целого числа оборотов величиной, выраженной соотношением 35

360 к !

P где р — необходимое число заходов; к — коэффициент, равный 1, а также числам 2,3 и т.д., 20 не кратным р и не имеющим общих сомножителей с р.

Таким образом, способ заключается в том, что в результате необходимого и обеспеченного соотношений 25 взаимных перемещений оправки и дюзы. проволока укладывается в необходимую решетчатую структуру автоматически без применения ручных операций вплоть до окончания навивки всей структуры, Я остановка устройства по окончании всей навивки происходит также автоматически.

Укаэанный способ осуществляется с помощью устройства, описанного ни ке.35

Устройство, показанное на Фиг.3, состоит из двух механизмов — цилиндрической зубчатой пары 5 и торцового кулачкового механизма 6. Зубчатая пара 5 состоит из ведущей 7 и ведо- 4О мой 8 шестерен;

Количество зубьев Z ведущей шес I терни 7 и количество зубьев Е ведомой шестерни 8 для обеспечения необходимой заданной геометрии решетчатого керна 1 катода выбрано из экспериментально выведенных соотношений:

Z< mp 7r17, где ь! — 1,2,3 и т.д. р — число заходов

50 т7.! Н

22 ГЪФ, d +Ьк! где Z4 — количество зубьев ведущей шестерни 7„.

Н вЂ” полная геометрическая высота навивки;

0 — диаметр навивки, т.е. керна 1 катода; угол подъема винтовой линии; 60 коэффициент, выраженный числом 1, а также числами

2,3 и т.д.; не кратными р и не имеющими общих со множителей с р. 65

Кулачковый механизм 6 состоит иэ кулачка 9 и толкателя 10, длинная цилиндри!олеская часть которого является штоком 11. Ведущая шестерня 7 и оправка 12 для навивки цилиндрического решетчатого керна 1 укреплены на валу 13. Ведомая шестерня 8 и кулачок 9 закреплены на трубчатом валу 14. Валы 13 и 14 параллельны.

Вал 14 внутренним диаметром посажен на наружный диаметр неподвижной трубчатой оси 15. Внутренний диаметр оси 15 является направляющей поверхностью для толкателя 10. Толкатель

10 поджат к рабочей поверхности кулачка 9 пружиной 16. Непосредствен- но на толкателе 10 закреплена дюэа

17 и катушка 18, приторможенная для создания необходимого натяжения проволоки 19 пружиной 20. Для регулировки натяжения проволоки 19 пружина

20 поджимается регулировочными гайками.

В дюэе 17 выполнен канал 21 в виде углового паза с углом раскрытия

90 . Дюэа 17 установлена над оправо кой на расстоянии 2 (d+ 0,5.), где

d — диаметр проволоки (см.фиг.5)

Для уменьшения углового люфта толкателя 10 шпонка 22 (фиг.3,.4), препятствующая развороту толкателя, закреплена на основании 23 на расстоянии от оси штока 11 толкателя

10 в 6-7 раз превышающим радиус штока 11, кроме того, с целью ликвидации последствий износа шпонки 22 и шпоночного паза его ширина регулируется путем затягивания винта.

Перед процессом навивки на оправку 12 устанавливают колпачок 3 керна 1 катода, который поджимается к правому торцу оправки 12 шайбой 24 и зажимается гайкой 25. Далее на оправку 12 с левой стороны устанавливают держатель 4.керна 1 катода таким образом, чтобы левые торцы держателя 4 и оправки 12 совпадали.

Хвостовик оправки 12 вводится в отверстие цанги 26. Цанга 26 зажимает.— ся гайкой 27, тем самым жестко соединяет оправку 12 с валом 13, а держатель 4 керна 1 с оправкой 12.

Толкатель 10 с закрепленными на нем .дюзой 17 и катушкой 18 переводится в крайнее левое положение, которое является исходным. Конец проволоки 19 вытягивают с катушки 18, заводят в канал 21 дюзы 17, накладывают на держатель 4 керна 1 катода и приваривают к последнему контактной сваркой. После чего вал 13 вместе с оправкой 12 приводится во вращение с постоянной угловой скоростью. Вал

13 через зубчатую пару 5 передает вращение валу 14. Необходимое для обеспечения требуемой геометрии навиваемого керна 1 катода соотношение угловых скоростей вала 13 и вала 14 определяется передаточным

7 780075 8 соотношением зубчатой пары 5, для

Которой количество зубьев 24 ведущей шестерни 7 и количество зубьев

Z ведомой шестерни 8 выбрано в соответствии с укаэанными соотношеZ ниями.

Кулачковый механизм 6 преобразует вращение вала 14 в возвратно-поступательное прямолинейное вдоль оси оправки движение толкателя 10 и закрепленной на нем двэы 17. Проволока 19 сксльзит по рабочему каналу

21, сбегает с дюзы 17 и навивается на оправку 12, в течение навивки производят постояннуи рихтовку проволоки 19, для чего в месте c6era 28 ее иэ канала 21 дюзы 17 она имеет о перегиб под углом 120-175

Кинематика устройства в целом связывает "взаимное соотношение движений: вращение оправки 12 и возвратно-поступательное движение дюзы 17, нриЧем райй6М" углам поворота оправки 12 соответствуют равные линейные перемещения дюэы 17. Данное соотношение движений обеспечивает укладку проволоки 19 на оправку 12 по винтовой линии с необходимым и равным количеством заходов Р правых и левых винтовых линий.

Весь"процесс навивки разделяют на Р циклов,,где Р— число заходов.

В течение одного цикла дюза 17 . совершаетодин прямой(вправо1и один обратный (влево) ходы;укладьавая от- рихтованную проволоку 19 соответст- . венно по одной правой вперед и од= ной левой назад. винтовым линиям на полную высоту Н навивки, определяемой длиной рабочего хода толкателя

10 при этом расстояние от места сбеГ га 28 из дюзы 17 дс> точки касания. проволоки 19 с оправкой 12 выдержива " ют в-соответствии с соотношением (11,7) fD, где 0 — диаметр навивки, то - есть электрода - керна 1. За один цикл оправку 12 поворачивают на угол„ отличающийся от целового числа оборотов величиной, выраженной соотношением

360 -k р 1 где р — необходимое число заходов, k — коэффициент, выраженный числом 1,. а также числами 2,3 и т.д., не кра (ными P и не имеющими с P Общих сомножителей. Далее циклы повторя ются вновь и вновь .до получения заданной структуры керна катода.

Как наглядно показано на Аиг.1, вначале цикла проволока 19, закре,плена в точке ",а", а по окончании первого цикла нить проволоки 19,,вышедшая из точки "а.", возвращается на окружность "х-х", но в результате, поворота оправки 12 на величину (k=1) она попадает в точку "в";

P ее н отстоящую по окружности от точки а на величину, выраженную соотношением -а в, где D — диаметр навивки, 3 0 т.е. диаметр керна 1.

После второго цикла нить проволоки 19, вышедшая из точки "в", вовзра5 мается, в точку с- и т.д. По оконча нию р-го цикла нить проволоки 19 от" точки "с" переходит в точку "а" и навивка заканчивается.

Если поворот оправки имеет вели-.

10 чину — — (k=1), нить проволоки 19, 360 р вышедшая из точки "а", придет по окончанию первого цикла в точку затей в точку "s" и т.д. до точки

35 а

Если К не равно 1, а допустим 2, то из точки . "а" нить проволоки 19: попадает не в точки "в" или .а сразу в точки "c" или "s", однако окоичание навивки также будет в точке "а", если К не кратно Р и не имеет с ним общих сомножителей.

Таким образом, согласованные кинематикой устройства, взаимные дви25 жения оправки 12 и дюзы 17 обеспечивают автоматическую непрерывную на-. вивку одной нитью проволоки всего цилиндрического мелкоструктурного керна 1 катода с точной укладкой

З0 проволоки 19 йа оправку 12. Кроме того, для повышения точности навивки место сбега 28 проволоки приближено к оправке 12 на расстояние

2 (0+0,5),.канал 21 выполнен угловым, и производят постоянную рихтовку проволоки 19.

После окончания навивки конец

:нити проволоки 19 приваривается к держателю 4 контактной сваркой, ко- нец обламывается. Отжимается цанга

26, оправка 12 с навитым на. нее ,"решетчатым цилиндрическим керном 1 вынимается йз устройства.

СКРЕПЛЕНИЕ IIPBBHX И ЛЕВЫХ BHHTOвых линий нитей проволоки 19 в мес45 тах их пересечения обеспечивается методом термодиАаузии, после чего получают-готовый катод. .По предлагаемому способу и на предлагаемом устройстве изготовлены

Щ иэ проволоки, диаметр которой равен

d- 50 мкм, образцы керна катода диаметром D = .16 мм, высотой навивки

Н = 20 мм, углом подъема винтовой линии ol.= 11 .30 и числом заходов.

P 25 при К = 1.

Предлагаемый способ и устройство позволяют обеспечить создание цилиндрических мелокоструктурных решетчатых катодов и сеток иэ тонкой провора локй диаметром 0,02 мм-0,2 мм, с малыми размерами ячейки.до 0,3 0,5мм и углом йодъеьр винтовой линйи в

- пределах 5-25,.получение которых известными способами и устройствами д было принципиально невозможно.., 780075

Это позволит создать целый ряд. приборов с малым временем готовности и устойчивыми к многократному вклю" чению цепи накала. Время навивки цилиндрического мелкоструктурного решетчатого электрода составляет

2 мин, в то время как навивка известным механизированным способом цилиндрического крупноструктурного и среднеструктурного электрода электронной лампы занимает от 40 мин до 6 чГ (Диаметр проволоки не менее 0,2,размер ячейки 3-4 мм, угол наклона 306Ф)

Производительность возросла в

20-60 раз.

Точность структуры мелкоструктурного решетчатого электрода, определяемая величиной смещения в каких-либо местах реальной структуры электрода от идеальной и составляющего для этого способа не более 0,02-0,03 мм на.порядок выше, чем у известных ручного и механизированного способов.

Предлагаемый способ и устройство позволяют выполнять цилиндрические решетчатые электроды и из более толстой проволоки и с большими размерами ячеек. формула изобретения

1. Способ изготовления цилиндрического решетчатого электрода для электронных ламп, включающий введение свободного конца проволоки в канал дюзы, накладывание его на оправку и закрепление в точке касания, навивку проволоки по чередующимся правым и левым винтовым линиям, о т л и ч à ю шийся тем, что, с целью .повышения точности изготовления и обеспечения возможности навивки мелкоструктурных решетчатых электродов с малым углом подьема винтовой линии, .навивку ведут непрерывно, циклами, состоящими из навивки IfpoBoJIoKH по одной правой вперед и одной левой назад винтовым линиям, в течение каждого цикла поворачивая оправку на угол, отличающийся от целого числа оборотов на

360 К где р — число заходов, k коэффициент равный 1 или целому числу, не кратному р, при этом одновременно производят рихтовку проволоки путем перегиба ее в месте сбега из канала дюзы.

2. Способ по п.1, о т л и Ч а ю— шийся тем,,что при навивке рас15 стояние от места сбега проволоки иэ канала дюзы до точки касания ее с оправкой выдерживают равным (1-1,7) D, где 0 †. диаметр навивки.

3. Устройство для осуществления

Щ способа по п.1, содержащее оправку,. дюзу, два кинематически связанных параллельных вала, о т л и ч а ю — щ е е с -я тем, что. валы связаны зубчатой парой, при этом ведущая шестерня зубчатой пары и оправка укреплены на одном валу, а ведомое колесо зубчатой пары и кулачок на другом, причем кулачок посажен на неподвижную трубчатую ocb, являющуюся направляющей для толкателя кулачкового механизма, а дюза закреплена на толкателе, направляющий канал которого выполнен в виде . углового паза.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ГДР Р 26434, кл. 21 д 13/06, опублик. 1963.

2. Авторское свидетельство СССР

4О Р 223926, кл. Н 01 J 9/16, 1967 (прототип).

3. Патент ФРГ Р 764656, кл.21 g 13/06, опублик.1954.

2б Ф

Фиг

° Ñ0còàâèòåëü A. Ñåí÷èõèí . Редактор Н.Коган Техред A.дч, . Корректор Н.Швыдкая

Заказ 9335/18 Тираж 844 Подписное

BHHHflH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Л-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óærîðîä, ул.Проектная,4