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MEMOIRE D E S 0 R I P T I Ï! ii : déposé à l'appui dune demande de," B R E V E T d INVENTION \ TUBES à DECHARGES ELECTRIQUES à PAROI METALLIQUE et LEUR PROCEDE DE
FABRICATION.
La présente invention concerne les tubes à décharges électriques à paroi métallique et leur procédé de fabrication.
L'emploi de métal pour constituer la paroi de tubes à décharges électriques peut présenter plusieurs avantages. Ainsi, par exemple, le tube est moins fragile et on peut se passer de couches spéciales pour le blindage électrostatique.
Lorsquton utilise une paroi métallique, cependant, le problème se pose dtamener le courant aux électrodes en traversant
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cette paroi vers l'extérieur. Dans ce but, on peut se servir, par exemple,d'une plaque métallique indépendante qu'on applique, par pression, contre la paroi du tube et à laquelle les fils d'amenée de courant sont fixés avec interposition de verre. Il y a saussi d'autres méthodes, mais elles compliquent toutes la réalisation du tube à un point tel que leur application pratique est impossible.
L'invention procure une solution dudit problème de scellement grâce à laquelle on peut obtenir de bons résultats dans tous les cas possibles. Suivant l'invention, dans un tube à décharges électriques à paroi métallique un ou plusieurs fils d'amenée de courant aux électrodes sont fixés avec interposition de verre ou dtautre matière isolante, à des pièces métalliques, de préférence tubulaires, agencées dans des trous de la paroi du tube.
Cette fixation s'effectue, de préférence, à une ou plusieurs pièces métalli- ques indépendantes,en forme de plaque ou de disque,rapportées à la paroi du tube, par exemple, par soudure, ce qui présente entre autres Davantage de pouvoir assembler d'abord les plaques métalliques munies de conducteurs qui les traversent et d'électrodes avant de les fixer à la paroi du tube. On a constaté quton peut obtenir ainsi une soudure parfaite des fils dtamenée du courant à la paroi métallique du tube.
Il est en outre d'une grande utilité que les pièces métalliques, de préférence tubulaires, et le verre qui les sépare des fils d'amenée du courant aient sensiblement le même coefficient de dilatation dans une large gamme de température. On peut réaliser cette condition entre autres en faisant les pièces métalliques tubulaires en un alliage contenant environ 18 % de cobalt, 28 % de. nickel et 54 % de fer et en veillant à ce que le verre réponde, de préférence, à la composition suivante : 65 % de SiO2, 23 % de B2O3, 7 % de Na2O et 5 % de Al2O3.
Il est, ependant, également possible de faire les pièces métalliques tubulaires en ferrochrome et d'utiliser dans ce cas, comme verre, les espèces de verre ordinaires du genre généralement utilisé dans le cas des tubes à rayons-X et des tubes émetteurs.
Un procédé permettant de réaliser un tube à déchar-
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ges conforme à l'invention consiste, par exemple, à agencer des pièces métalliques tubulaires dans des ouvertures de plaquettes métalliques indépendantes, à assujettir dans ces pièces tubulaires les fils d'amenée de courant aux électrodes d'une manière étanche à l'air et avec interposition de verre, puis à monter le système d'électrodes sur les fils d'amenée de courant et de support et à associer ensuite l'ensemble ainsi obtenu à la paroi interne en soudant à cette dernière les pièces métalliques en forme de plaque.
Bien quten général les pièces métalliques en forme de plaque soient en la même matière que la paroi du tube, de prêté** renoe en fer, il est également possible de'les constituer en ferrochrome,
Dans une variante de réalisation de la présente invention, pour éviter la production d'efforts par suite de diffère ronces éventuelles, fussent-elles minimes, de dilatation des pièces en verre et des petits tubes métalliques, le verre est inséré entre les fils d'amenée de courant et les tubes métalliques de manière à n'être en contact avec la paroi interne des pièces tubulaires que sur une faible partie de leur longueur.
On choisit cette partie, de préférence, douanière que sur la partie de la longueur de la pièce métallique, il existe un certain espace entre la pièce et le verre, de sorte qu'en ces points une dilatation libre des diverses pièces soit possible dans une certaine mesure. Pour améliorer l'effet isolant de la matière isolante insérée, on peut conformer celle-ci d'une manière telle qu'il existe un long trajet de contournement entre les fils d'amenée de courant et le point où les pièces métalliques tubulaires sont fixées à la paroi du tube à décharges. On peut réaliser cette condition en utilisant des moyens connus pour l'obtention d'un long trajet de contournement sur la surface des perles d'isolement. Par exemple, on peut prévoir des encoches ou autres dispositions analogues dans la surface de ces isolants.
Pour fixer les fils d'amenée de courant aux pièces tubulaires, on peut obtenir une soudure excellente par ltutilisa- tion de pièces tubulaires rétréoies en forme de cônes vers l'inté- rieur du tube et fixées dans des trous d'une plaque métallique.
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Après introduction des fils d'amenée de courant entourés d'une matière isolante on peut les relier hermétiquement aux dites pièces tubulaires par simple chauffage jusqu'au point de fusion de la matière isolante qui ainsi remplit l'espace qui existe entre le fil d'amenée de courant et le tube en forme de cône. Bien que dtordinaire on choississe pour les pièces métalliques tubulaires des pièces indépendantes, il est également possible de constituer ees pièces en la matière de la paroi du tube elle-même.
La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée.
Les figurés 1, 2 et 3 représentent divers modes de réalisation du tube à décharges conforme à l'invention.
Les figures 4 à 15 représentent diverses possibili tés de soudure.
Sur la figure 1, 1 désigne la paroi dtun tube à décharges électriques, cette paroi étant faite en métal, par exem- ple en nickel ou en fer. A l'une de ses extrémités, le tube est fermé par une pièce métallique 2 faite, par exemple, en la même matière que la paroi du tube. On peut considérer cette pièce comme se substituant au pincement et à l'embase d'un tube à décharges dont la paroi est en verre ou autre matière analogue. Le tube renferme un système d'électrodes comportant une oathode 3. en l'occurence une cathode chauffée indirectement, une grille 4 et une anode 5. Le système d'électrodes est interposé entre deux disques de mic¯a 6 au moyen desquels les électrodes sont espacées muquellement.
A la partie inférieure du système d'électrodes sont disposés les fils 7 conduisant le courant au corps chauffant de la cathode, le fil 8 conduisant le courant à la cathode elle-même et les pièces 9 et 10 dont le rôle est d'amener le courant à la grille et à l'anode respectivement. Ces fils d'amenée de courant traversent, au moyen de pièces 11 décrites dans la suite plus en détail, la paroi de la pièce 2 vers l'extérieur. Un quesot 12 fait en verre ou en métal est également fixé à la pièce 2.
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La figure 2 représente une variante de réalisation ayant la forme d'une lampe à grille-écran, Dans oe cas, le tube 13 à paroi métallique comporte à ses deux extrémités des pièces métalliques 14 et 15 au moyen desquelles le tube est fermé hermétiqae- ment et que les divers fils d'amenée du courant traversent vers l'extérieur* Le tube renferme un système d'électrodes comportant une cathode 16, une grille de commande 17, une grille-écran 18 et une anode 19.
La cathode est chauffée indirectement et est.consti- tuée par un corps chauffant 20 entouré, avec interposition de matière isolante, d'un corps cathodique tubulaire dont la fane externe est revêtue d'une couche émettrice 21+Le corps chauffant de la cathode est relié, à la partie inférieure, à deux fils d'amenée de courant 22. La grille de commande est enroulée sur deux tiges 23 dont l'une est fixée, au sommet du tube, à une pièce d'amenée de courant 24, qui traverse vers l'extérieur la paroi de la pièce 14, au moyen d'une pièce 25 réalisée suivant l'une des variantes de réalisation de la présente invention.
De même, la grille-écran est enroulée autour des tiges 26 dont l'une est reliée, à la partie inférieure, au fil d'amenée du courant 27, qui, conformément à l'invention, traverse vers l'extérieur la pièce 15 disposée au fond du tube.
L'anode est fixée à des tiges 28 et est reliée à l'extérieur, également à la partie inférieur du tube, au moyen du fil conducteur 29. Les diverses électrodes sont fixées à des disques 30 et 31 en matière isolante,, par exemple, en mica. Un de oes disques s'appuie contre un capuchon 32 qui porte contre la face interne de la paroi du tube. Pour rendre plus solide l'agencement du tube, deux pièces métalliques 33 sont appliquées contre les plaques en mica 31, ces pièces étant traversées par les tiges 34 qui sont fixées de part et d'autre du système d'électrodes aux pièces 14 et 15. Un queusot 35 est mis en place à l'une des extrémités du tube.
La figure 3 représente une autre variante de réalisation d'un tube à décharges conforme à l'invention. Sur cette figure, 1 désigne également la paroi métallique du tube. Le tube ren-
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ferme une cathode 56 qui est fixée à deux pièces de support 37 utilisées en outre pour l'amenée du courant. La paroi elle-même du tube forme anode, de sorte que l'ensemble peut être considéré comme tube à deux électrodes. Au sommet du tube est disposée une pièce métallique tubulaire 38 à laquelle est relié le quasot 39. A la partie inférieure sont disposées deux pièces tubulaires 40 également faites en métal que traversent vers l'extérieur, comme le montrent plus en détail les figures 4 et 5, les pièces d'amenée de courant à la cathode.
Si ces pièces tubulaires s'évasant en l'oc- ourenoe en forme de cône sont fixées à la paroi du tube, comme le montrent les figures 4 et 5, les fils d'amenée du courant entourés dtune couche de matière isolante 41, par exemple de verre, sont introduits à cet effet dans ces pièces tubulaires et le'verre est ensuite amené à l'état de fusion de sorte que l'espace qui existe entre les pièces d'amenée du courant et les petits tubes métalliques soit bourré de verre. Pour rendre plus facile la réalisation, on peut, dans l'exemple montré sur la figure 5, faire supporter la partie 1 du tube par un bloc 42, par exemple, en métal.ou en graphite, qui dans ce cas est percé de trous 43 dans lesquels on untroduit les pièces d'amenée du courant.
Un mode de réalisation spécial de l'invention est représenté sur les figures 6 et 7. Sur ces figures, 44 désigne une pièce d'amenée du courant qui doit être fixée à la paroi du tube à décharges 45. Dans ce but, une pièce métallique tubulaire 47 est fixée à la paroi du tube avec interposition d'un anneau 46. Dans ce cas, on scelle à la pièce 47 un cylindre en verre 48 auquel est reliée une pièce d'amenée du courant avec interposition d'un capuchon 49.
Une réalisation analogue est représentée sur la figure 7, sur laquelle le fil d'amenée de courant, la paroi métallique du tube et le cylindre en verre sont également désignés par 44,45 et 48 respectivement, La soudure proprement dite s'opère au moyen des cylindres métalliques 49, 50, 51 et 52.
Tandis que les deux figures précédentes représan- tent des modes de réalisation de l'invention convenant particulier
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rement bien à être utilisés dans des lampes relativement grandes, les figures 8 à 15 représentent divers modes de réalisation qui soit également utilisables pour des tubes à décharges plus petits dont la paroi est, en partie au moins, en métal. Ainsi, par exemple, sur ces figures 53 désigne un fil d'amenée de courant qui doit être seellé.
Ce fil cnnducteur est fixé au tube au moyen d'un petit tube métallique 54 qui est relié de son côté à la paroi 55 du tube. Les figures 9 à 15 montrent la manière de réaliser cette condition suivant toute sorte de réalisations différentes en aspect au moyen d'une pièce 56 en matière isolante, par exemple en verre.
Comme il est aisé de se rendre compte de ces diverses figures sans autre explication,'on peut se dispenser d'entrer dans le détail de ces figures. Il y a lieu de mettre en évidence d'une façon sommaire le procédé montré sur la figure 13 suivant lequel la soudure est effectuée au moyen d'un chauffage à haute fréquence. La figure 8 montre plus en détail le procédé de réaliser le passage vers l'extérieur. On opère dans ce cas en partant d'un bloc métallique 58 percé d'un trou destiné à loger le fil d'amenée de courant, d'un trou plus court et légèrement plus large destiné à loger la pièce en verre 56 et d'Un trou plus court et plus large encore destiné à loger le tube métallique 54.
On provoque par chauffage la fusion du verre 56 qui constitue alors une liaison herméti- que étanche au gaz entre le fil d'amenée de courant 53 et la pièce métallique tubulaire 54. Une fois l'ensemble ainsi obtenu fixé à une partie du tube, comme montré, par exemple, sur la figure 10, on peut relier par soudure cette partie constitutive du tube, qui est formée par exemple par une plaque métallique, à la partie restante de la paroi du tube.