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

о п и с А нф, ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических(22) Заявлено 05. 01. 77 (21) 2438257/18-25 исоединением заявки сударствеииый комитет СССР о аелам изобретеиий и открытий(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО РЕШЕТЧАТОГО ЭЛЕКТРОДА ДЛЯ ЭЛЕКТРОННЫХ ЛАМП И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 1 2Настоящее изобретение относит- лением ее в пазу верхнего кольца, ся к производству электровакуумных .: и так процесс повторяется до полной приборов (ЭВП), в частностн к про- укладки проволоки вдоль всех правых-: изводству цилиндрических решетчатых винтовых линий. После этого, таким электродов, например прямонакальных 3 же образом производится укладкапроцилиндрических мелкоструктурных ре- волоки по левозаходным винтовым лишетчатых катодов и сеток, используе- ниям. После укладки проволоки по мых в коаксиальных электронных лам- левозаходным и правозаходным винтопах с малым временем готевности и вым линиям места их скрещивания сваустойчивых по отношению многократ-. . О риваются.ного включения цепи накала Известен способ изготовления циИзвестен способ навивки цилиндри- линдрического решетчатого электрода ческих решетчатых электродов,при ко- электронных ламп, включающий введетором производится укладка проволо= ние свободного конца проволоки в каки на неразъемной или разъемной мед ф нал дюзы, накладывание его на оправной оправке 11, Разъемная оправка ку и закрепление в точке касания, состоит из нескольких перемещающихся навивку проволоки по чередующимся секторов которые имеют на своих правым и левым винтовым линиям 2). внешних поверхностях винтовые право" Согласно этому способу конец заходные и левозаходные перекрещива- Я проволоки из одной дюзы приваривают ющиеся риски, а на торцах имеют пазы, к одному стальному кольцу и медной расположенные по окружности. Прово- оправке придают вращательное движелоку заклепляют в одном из пазов верх. ние, связанная кинематически при йего торца и укладывают ее вдольпомощи зубчатого и винтового меха- винтовой риски, например по право низмов с оправкой упомянутая дюза эаходной, затем закрепляют ее в пазу совершает поступательное движение нижнего торца оправки и переворачи- вдоль оправки. Проволоку, выходящую вают на 180 оправку в руках, навива- иэ круглого отверстия дюзы, укладыют проволоку опять по правозаходной вают на медную оправку по винтовой, винтовой линии с последующим эакреп- Зр например правой, линии и по оконча-,нии одного прохода устройство ныКпючают. Проволоку приваринают кстаЛьному кольцу, расположенному надругом конце медной оправки, затемпроволоку обрезают и конец обламывают, каретку возвращают в исходное.положение. Оправку поворачивают нанеобходимый угол при помощи храпового механизма, Проволоку вытягиваетиз той же дюны, опять приваривавт кпервому стальному кольцу. Включаютустройство и проволоку нанивают повторой винтовой правой линии. Далееэтот процесс повторяют до навивкипроволоки по всем винтовым правымлиниям. После этого производят навинку проволоки по левым нинтовымлиниям т;кйм же образом, но проволока выходит из второй дюзы и, соответственно, другой катушки.Известно устройство для навивкиэлектродов ЭВП, содержащее оправку,дину, зубчатую пару, катушку дляпроволоки 3 ).Недостатком данного устройстваявляется то, что на нем невозможноизготавливать решетчатые цилиндрические электроды.Известно также устройство дляизготовления цилиндрического решетчатого электрода для электронныхламп, содержащее оправку, дюзу, двакинематически связанных параллельных вала 2.Известные способы и устройстване позволяют решить проблему поизготовлении мелкоструктурных цилиндрических решетчатых катодов и сеток, необходимых для создания электронных ламп с малым временем готовности и устойчивых к многократномувключению 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 пределах5-25 ф,Другим недостатком известных способов и устройств является их низкаяпроиэНодительность, необходимость.постоянного внимания оператора, чтозначительно увеличивает трудоемкостьизгОтовления.Дель изобретения - повышение точноти изготовления и обеспечение возможнбсти навивки мелкоструктурныхрешетчатых электродов с малым угломподъема винтовой линии.Поставленйая цель достигается.тем, что навивку ведут ненрерывно,циклами, состоящими из навивки проволоки по одной правой вперед иодной левой назад винтовым линиям,в течение каждого цикла поворачиваяоправку на угол, отличающийся от целого числа оборотов на 360 кргде р - число заходов, к - коэффициент равный 1 или-целому числу,Ф не кратному р, при этом одновременнопроизводят рихтонку проволоки, путем перегиба ее н месте сбега из канала дюзы. Поставленная цель достигаетсятакже тем, что при нанинке расстоя-:ние от места сбега проволоки из канала дюзы до точки касания ее соправкой выдерживается равным(1-1,7)3 Г 0 , где О - диаметр навивки.Устройство для осуществления способа отличается тем, что валы связа- .ны зубчатой парой, при этом ведущаяшестерня зубчатой пары и оправкаукреплены на одном валу, а ведомоеколесо зубчатой пары и кулачок - надругом, причем кулачок посажен нанеподвижную трубчатую ось, являющуюся направляющей для толкателя кулачкового механизма, а дюза закреплена20 на толкателе, направляющий каналкоторой выполненн виде углового паза.На фиг,1 изображен керн цилиндрического решетчатого катода;на25 фиг.2 дана ячейка цилиндрического,решетчатого катода;на фиг.З - устрой"ство для навивки цилиндрического решетчатого керна катода; на фиг.4шпоночное соединение толкателя состойкой; на фиг.5 - канал дюзы спроволокой.На фиг.1 и 2 показан цилиндрический решетчатый керн 1 катода, нитьнакала 2 которого выполнена из единой проволоки, нанитой по лено- иправозаходным винтовым линиям суглом подъема с(.= 11 30. Решетчатый керн 1 закреплен на колпачке 3и держателе 4,Перед началом навивки свободный40 конец проволоки вкладывают в каналдюзы установленной надоправкой иотстоящей от ее поверхности (для повышения точности укладки проволокина оправку) на расстоянии 2(д +0,5),45 при этом направляющий проволокуканал дюны выполнен (для обеспеченияустойчивого положения в нем проволоки) в виде углового паза с угломраскрытия 90 , Проведенный через дюж зу конец проволоки накладывают нанадетый на оправку держатель катодаи приваривают к нему в точке касанияконтактной сваркой. Включают устройство, оправке придается вращательноедвижение и свйзанная кинематическис оправкой дюза получает нозвратнопоступательное движение вдоль осиоправки. В результате согласованныхустройством движений оранки и дюзыпроизводят автоматическую, непрерывную навинку одной нитью проволоки всего цилиндрического мелкоструктурного решетчатого керна катода с необходимым и равным количеством заходов правых и левых винтовых линий нити проаолоки, и в течение всей55 навивки выдерживают расстояние от места сбега проволоки из канала дюэы до точки касания ее с оправкой в соф ответствии с соотношением (1-1,7)О чем достигается точность укладки нитей проволоки в структуру керна като. да. Рихтуют проволоку путем перегиба ее в месте сбега из дюзы под углом 120-1754. Далее для .смещения каждой последующей винтовой линии навивки на шаг, в "течение одного цикла состоящего иэ навивки проволоки по одной 10 правой вперед и одной левой назад винтовым линиям, оправку поворачивают на угол, отличный от целого числа оборотов величиной, выраженной соотношением 15360 кУРгде р - необходимое число заходов;к - коэФАициент, равный 1, атакже числам 2,3 и т.д 20не кратным р и не имеющимобщих 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, 30 остановка устройства по окончании всей навивки происходит также автоматически.Укаэанный способ осуществляется с помощью устройства, описанного нике.35Устройство, показанное на Фиг.3, состоит из двух механизмов - цилиндрической зубчатой пары 5 и торцового кулачкового механизма б, Зубчатая пара 5 состоит из ведущей 7 и ведо" 40 мой 8 шестерен;Количество зубьев 2 ведущей шес 1терни 7 и количество зубьев 2 ведомой шестерни 8 для обеспечения необходимой заданной геометрии решет чатого керна 1 катода выбрано из экспериментально выведенных соотношений:Е вр ъ 17где ь - 1,2,3 и т,д.р - число заходов50т 7.1 Н+ кгде Е 4 - количество зубьев ведущейшестерни 7.Н - полная геометрическаявысота навивки;О - диаметр навивки, т.е, керна 1 катода;угол подъема винтовой линии; 60коэффициент, выраженныйчислом 1, а также числами2,3 и т.д.; не кратными ри не имеющими общих со фмножителей с р. 65 Кулачковый механизм б состоит иэ кулачка 9 и толкателя 10, длинная цилиндрическая 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 оправокой на расстоянии 2 (д+ 0,5.), где д - диаметр проволоки (см.Фиг.5)Для уменьшения углового люфта толкателя 10 шпонка 22 (Лиг.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 дер" жатель 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 передаточнымсоотношением зубчатой пары 5, дляКоторой количество зубьев 2 веду-.щей шестерни 7 и количество зубьев2 ведомой шестерни 8 выбрано всоответствии с укаэанными соотноше-ниями.Кулачковый механизм 6 преобразуетвращение вала 14 в возвратно-поступательное прямолинейное вдоль осиоправки движение толкателя 10 изакрепленной на нем двэы 17. Проволока 19 скользит по рабочему каналу21, сбегает с дюзы 17 и навиваетсяна оправку 12, втечение навивкипроизводят постояннуи рихтовку проволоки 19, для чего в месте сбега 28ее иэ канала 21 дюзы 17 она имеетперегиб под углом 120-175о"нриЧем раййЮ 4"угламповорота оправки 12 соответствуют равные линейные:"перемещения.дюэы 17. Данное соотношение движений обеспечивает укладкупроволоки 19 на оправку 12 по винтовой линии с необходимым и равнымколичеством заходов Р правых и левыхвинтовых линий.Весь"йроцесс навивки разделяютна Р циклов, где Р - число заходов.В течение одного цикла дюза 17. совершаетодин прямой(вправо)и одинобратный (влево) ходы;уклаВйвая от-рихтованную проволоку 19 соответст- .венно по одной правой вперед и од-.ной левой назад.винтовым линиям наполную высоту Н навивки, определяемой длиной рабочего хода толкателя10,при этом расстояние от места сбега 28 из дозы 17 до точки касанияпроволоки 19 с оправкой 12 выдерживаютв"соответствии с соотношением (11,7) Ю, где О - диаметр навивки, то-есть электрода - керна 1, За одинцикл оправку 12 поворачивают на уголотличающийся от целового числа оборотов величиной, выраженной соотношением360 К1Ргде р - необходимое число заходов,1 с - коэМициент, выраженныйчислом 1,а также числами 2,3 и т.д., некра(ными Р и не имеющими с Р Общихсомножителей. Далее циклы повторя ются вновь и вновь:до получениязаданной структуры керна катода.Как наглядно показано на Фиг.1,вначале цикла проволока 19, закреплена в точке ",а", а по окончайиипервого цикла нить проволоки 19,,вышедшая из точки "а.", возвращаетсяна окружность "х-х", но в результате,поворота оправки 12 на величину- (1=1) она попадает в точку в360 фН Иотстоящую по окружности от точки "а" на величину, выраженную соотношением - - , где 0 - диаметр навивки,30т,е. диаметр керна 1.После второго цикла нить проволоки 19, вышедшая из точКи "в", вовзращается, в точку "с" и т.д. По окончанию р-го цикла нить проволоки 19 от"точки "с" переходит в точку "а" инавивка заканчивается.Если поворот оправки имеет вели-.1 Очину -- (1=1), нить проволоки 19,360рвышедшая из точки "а", придет поокончанию первого цикла в точку "сф, э затеМ в точку 5" и т ддО точкиц афЕсли К не равно 1, а допустим 2,то из точки. "а" нить проволоки 19:попадает не в точки "в" или "с",.а сразу в точки "с" или "ф, однако 2 О окоичание навивки также будет в точке "а", если К не кратно Р и неимеет с ним Общих сомножителей.Таким образом, согласованные ки- нематикой устройства, взаимные дви жения оправки 12 и дюзы 17 обеспечи"вавт автоматическую непрерывную на-.вивку одной нитью проволоки всегоцилиндрического мелкоструктурногокерна 1 катода с точной укладкой .И) проволоки 19 йа оправку 12, крометого, для повышения точности навивки место сбега 28 проволоки прибли"жено к оправке 12 на расстояние2 9+0,5), канал 21 выполнен угловым, ц ипроизводятпостоянную рихтовкупроволоки 19.После окончания навивки конецнити проволоки 19 приваривается кдержателю 4 контактной сваркой, ко.- нец обламывается. Отжимается цанга 40 26, оправка 12 с навитым на. нее,"решетчатым цилиндрическим керном 1вынимается йз устройства.Скрепление правых и левых винто-вых линий нитей проволоки 19 в мес тах их пересечения обеспечиваетсяметодом термодиАйузии, после чегополучают. готовый катод..По предлагаемому способу и напредлагаемом устройстве изготовлены Щ иэ проволоки, диаметр которой равенд= 50 мкм, образцы керна катода диаметром О = .16 мм, высотой навивкиН = 20 мм, углом подъема винтовойлинии д.= 11,30 и числом заходов.Р25 при К щ 1.Предлагаемый способ и устройствопозволяют обеспечить создание цилиндрических мелокоструктурных решетчатых катодов и сеток иэ тонкой провоо-локй диаметром 0,02 мм,2 мм, смалыми размерами ячейки.до 0,30,5 мми углом одъеьр винтовой линйи впределах 5-25 получение которыхизвестными способами и устройствами д было принципиально невозможно,., 780075 Формула изобретения Рггг г 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 извест. ным механизированным способом цилиндрического крупноструктурного и среднеструктурного электрода электронной лампы занимает от 40 мин до б ч 1 (Диаметр проволоки не менее 0,2,размер ячейки 3-4 мм, угол наклона 30- 6 (г.)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. 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 а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности изготовления и обеспечения возможности навивки мелкоструктурных решетчатых электродов с малым углом подьема винтовой линиинавивку ведут непрерывно, циклами, состоящими из навивки проволоки по одной правой вперед и одной левой назад винтовым ли.ниям, в течение каждого цикла поворачивая оправку на угол, отличающийся от целого числа оборотов на360 Кгде р - число заходов, 1 скоэФФициент равный 1 или целому числу, не кратному р, при этом одновременно производят рихтовку проволокипутем перегиба ее в месте сбега изканала дюзы.2. Способпо п.1, о т л и Ч а ю -щ и й с я тем, что при навивке рас стояние от места сбега проволоки иэканала дюзы до точки касания ее соправкой выдерживают равным(1-1,7(О, где О в . диаметр навивки.3. Устройство для осуществления 2 О способа по п.1, содержащее оправку,дюзу, два кинематически связанныхпараллельных вала, о т л и ч а ю -щ е е с -я тем, что. валы связанызубчатой парой, при этом ведущаяшестерня зубчатой пары и оправкаукреплены на одном валу, а ведомоеколесо зубчатой пары и кулачокна другом, причем кулачок посаженна неподвижную трубчатую ось, являющуюся направляющей для толкателякулачкового механизма, а дюза закреплена на толкателе, направляющий канал которого выполнен в видеуглового паза. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ГДР Р 26434,.кл. 21 д 13/06, опублик. 1963. 2. Авторское свидетельство СССР 4 О Р 223926, кл. Н 01 3 9/16, 1967Составитель Ъ.СенчихинРедактор Н.Коган Техред А.Ач . Корректор Н.Швыдкая илиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,4 аказ 9335/18 Тираж 844 ВНИИПИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Иосква, Л, Раушс