Brevet FR2505086A1 — publié le 19821105

La présente invention concerne un dispositif de fabrication par liaison et soudure d'un ensemble de canons à électrons et elle vise plus particulièrement un dispositif de-fabrication d'un en- semble de canons à électrons C Om D Ortant des tiges de support iso- = lantes munies d'une pluralité de cavités d'indexage. Les éléments de lentille électronique d'un ensemble de canons électroniques sont disposés en série de manière à accélérer et fo- caliser un faisceau électronique au moins le long d'une trajec- toire de faisceau électronique s'étendant selon une direction généralement longitudinale Les éléments de lentille électronique de l'ensemble de canons à électrons sont mécaniquement fixés sur au moins une paire de tiges de support isolantes longitudinales, par l'intermédiaire de pattes de support s'étendant à partir des éléments de lentille et noyées dans les tiges de support. Les pattes de support peuvent faire partie intégrante de l'élé- ment de lentille ou bien ces pattes de support peuvent être fixées, par exemple par soudure, au corps de l'élément de lentille Dans les deux cas, les portions des pattes de support noyées dans les tiges de support comportent des saillies ou des griffes en forme, réalisées dans l'extrémité des pattes de support afin d'ancrer fermement les pattes dans les tiges de support La fixation des pattes aux tiges de support est effectuée par une opération appelée "liaison par cordon de soudure" Un exemple d'un dispositif pour réaliser cette liaison par soudure est décrit dans le brevet amé- ricain n O 3 527 588 Il peut arriver que lors de la mise en oeuvre de cette opération de liaison, une ou plusieurs des tiges de sup- port se désalignent, ce qui se traduit par un mauvais espacement des éléments de lentille ou par un recouvrement incomplet de la gr Iffe de la patte de support par la tige de support isolante. L'une ou l'autre de ces conditions est indésirable et entraîne une distorsion des champs électrostatiques dans l'ensemble de canons à électrons, qui perturbe le faisceau électronique. On a tenté d'améliorer l'alignement de la tige de support en réduisant le déplacement latéral de la tige de support, comme décrit dans le brevet américain no 3 609 400 Dans la structure décrite dans ce brevet américain et représentée sur les figures 1 et la des dessins annexés à la présente description, un bloc de liaison A comporte un évidement en forme d'auge B dans lequel est logée une tige de support isolante C La précision de l'alignement i 2 2505086 ce la tige de sup) rt dépena de La précision avec laouelle la largeur de la tige de sueport peut être contrôlée La tolérance industrielle actuelle de la largeur pour des tiges de support mul- tiformes ayant urée longueur Jusqu'à 40 mm est de 0,254 mm Les -lèches indiquées sur les figures la et lb servent à montrer les directions du déplacement du bloc de liaison A, pendant l'opéra- tion de liaison par soudure. Un appareil de liaison similaire, utilisé pour fabriquer une structure de canons à électrons d'un tube de prise de vue est dé- crit dans le brevet américain N O 4 169 239 Cette structure est représentée dans les figures 2 et 3 jointes à la présente descrip- tion, qui montrent les tiges de support isolantes E, supportées par des bases de liaison D qui sont tournées vers les éléments de lentille empilés Ce brevet américain précise que, si la visco- sit 6 de la tige de support de verre fondu est faible, la préci- sion avec laquelle les électrodes sont assemblées diminue en rai- son du choc thermique et mécanique crée au moment o la tige de support fondue vient au contact des pattes de support de l'élément de lentille. Il est également connu qu'un positionnement sûr, mais réalisé de façon quelque peu aléatoire, de la tige de support isolante sur la base de liaison peut être réalisé en donnant à la base de liaison une aptitude à maintenir le vide En pratique, lorsque la tige de support est maintenue en position verticale à l'aide d'un transducteur à vide, la force de retenue du vide peut être éliminée lorsqu'on met en oeuvre la cuisson de liaison, afin d'éliminer la contamination de combustion gazeuse On a découvert que la force de retenue de la flamme de gaz est suffisamment im- portante pour maintenir fixement la tige de support en position verticale Cependant, en raison des tolérances de largeur liées, entre la tige de support et la base de liaison, la tige de sup- port peut être décalée dans une direction latérale lors du place- ment initialce qui se traduit par un mauvais alignement de la tige de support. Dans les ensembles de canons à électrons récemment mis au point, comportant au moins deux tiges de support à auto-indexage, chacune des tiges de support comporte au moins deux cavités d'in- dexage formées dans une surface des tiges de support, de manière à aligner les tiges lors de l'opération de liaison par soudure. Les cavités d'indexage permettent aux tiges de support d'être fixées aux griffes des pattes de support de l'élément de lentille, sans se préoccuper de la tolérance de largeur des tiges de support, Un dispositif de fabrication d'un ensemble de canons à élec- trons selon la présente invention comportant une pluralité de tiges de support isolantes, ayant chacune une pluralité de cavités d'indexage ménagées dans leur surface, comprend au moins deux bloc de liaison Chacun de ces blocs de liaison possède une surface de support de liaison munie d'une pluralité d'ouvertures Une broche d'indexage est disposée dans chaque ouverture et chaque broche comporte une extrémité de référence qui s'étend au delà de la sur- face de support de liaison et elle fait saillie dans une cavité d'indexage d'une tige de support isolante Des moyens de fixation maintiennent les tiges de support au contact des broches d'inde- xage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressor- tiront de la description qui suit, qui se réfère aux dessins an- nexés qui illustrent à titre dépourvu de tout caractère limitatif, divers exemples de réalisation et de mise en oeuvre de l'invention. Sur les dessins: la figure 1 est une vue en perspective d'une partie d'une structure de canon électronique et d'un dispositif de liaison selon la technique antérieure, montrant les techniques utilisée pour assembler les parties d'un canon électronique; la figure 2 est une vue en perspective d'une partie d'un autre exemple de réalisation d'un dispositif de liaison selon la technique antérieure, utilisé lors du montage d'un canon élec- tronique la figure 3 est une vue en plan selon 3-3 du dispositif re- présenté sur la figure 2; la figure 4 est une vue en élévation frontale, avec arrache- ment partiel, d'un canon électronique réalisé selon la présente invention; la figure 5 est une vue en élévation latérale, avec arrache- ment partiel, selon 5-5, du canon électronique représenté sur la figure 4; la figure 6 est une vue en plan du bloc de liaison du dispo- sitif selon l'invention; la figure 7 est une vue en élévation latérale et coupe selon 7-7 de la figure 6 la figure 8 est une vue partielle en bout, en coupe selon 8-8 de la figure 6, et la figure 9 est une vue en é 11 évation latérale d'un autre exemple de réalisation d'une partie du dispositif selon l'in- vention. Les figures 4 et 5 montrent des détails de structure d'un en- semble de canons électroniques monté dans le col d'un tube à rayons cathodiques L'ensemble de canons électroniques comprend une enveloppe de verre 11, mise sous vide, qui dans un tube ter- miné comprend un panneau frontal rectangulaire (non représenté) et une partie tronconique en forme d'entonnoir à laquelle est fixé le col 13 Une tige de verre 15 comportant une pluralité de conducteurs ou broches 17, s'étendant à partir de cette tige, est scellée à l'extrémité du col 13, de manière à l'obturer Une base 19 est fixée aux broches 17, à l'extérieur de l'enveloppe 11. Un ensemble de canons électroniques bipotentiels en ligne 21 fixé par cordon de soudure, est monté au centre de l'intérieur du col 13, afin d'engendrer et de projeter trois faisceaux élec- troniques le long de trajectoires convergentes coplanaires ayant une direction commune, généralement longitudinale, Or Lceftce vers l'écran d'observation (non représenté) L'ensemble de canons com- prend deux tiges ou cordons de support en verre 23 a et 25 b, à partir desquels sont supportées les diverses électrodes de ma- nière à former une unité cohérente de façon connue Ces électrodes comportent trois cathodes 25 coplanaires et espacées transversa- lement de façon sensiblement égale, une grille de commande 27 (désignée également par G 1), une grille d'écran 20 (également désignée par G 2), une première électrode d'accélération et de fo- calisation 31 (également désignée par G 3), et, une seconde élec- trode d'accélération et de focalisation 33 (également désignée par G 4), suivie par une coupe-écran 35, ces composants étant espacés longitudinalement, dans cet ordre, le long des tiges 23 a et 23 b. Les diverses électrodes de l'ensemble de canons 21 sont électri- quement connectées aux broches 17, soit directement soit par l'in- termédiaire de rubans métalliques 37 L'ensemble de canons 21 est maintenu dans une position prédéterminée dans le col 13 sur les broches 17 et à l'aide d'amortisseurs 39 sur la coupe écran 35, ces amortisseurs 39 venant s'appliquer en formant contact, sur un revêtement interne électriquement conducteur 41, sur la surface interne du col 13 Le revêtement interne 41 s'étend sur la surface intérieure de la partie tronconique en forme d'entonnoir et il est relié au bouton d'anode (non représenté). Les tiges de support 23 a et 23 b comportent chacune une sur- face de montage 45 et une surface de support de liaison 47 On usine un chanfrein d'environ 300 dans les bords longitudinaux des tiges adjacentes à la surface du support de liaison 47 afin de fa- ciliter l'opération de liaison ultérieure Chacune des diverses électrodes 25-33 comprend des pattes de support qui sont noyées dans les surfaces de montage 45 des tiges de support 23 a et 23 b. Au moins deux cavités d'indexage 49 et 51 sont formées dans les surfaces de support de liaison 47 des tiges de support 23 a et 23 b. Les cavités d'indexage 40 et 51 sont positionnées sur l'axe lon- gitudinal du support Ces cavités possèdent les mêmes dimensions latérales, cependant si l'une d'entre elles présente une dimension différente de l'autre, on peut réaliser un indexage unique. Comme on peut le voir sur les figures 4 et 5, les cavités d'indexage 49 et 51, formées dans chaque tige 23 a et 23 b ont une forme sensiblement rectangulaire et elles s'étendent dans le corps des tiges jusqu'à une profondeur d'environ 1,5 mm Les cavités 49 et 51 ont, de façon typique, une longueur de l'ordre de 5 mm et une largeur d'environ 3 mm Si les tiges sont cuites et soumises à un poli au feu, les cavités d'indexage 40 et 51 étant exposées au feu, la géométrie "telle qu'obtenue" des cavités n'est pas réa- lisée dans les tiges cuites Dans cet exemple, les cavités 49 et 51 prennent une forme légèrement elliptique parabolique le long des axes principal et secondaire des tiges Lors de l'opération de liaison par cordon de soudure, les tiges 23 a et 23 b sont libre- ment flottante dans la direction longitudinale par suite des cavi- tés d'indexage allongées 49 et 51 mais elles sont assujetties dans la direction latérale. Les figures 6 et 7 illustrent une variante de réalisation de la tige de support 123 a. Dans cet exemple de réalisation, une première cavité d'inde- sage 149 présente une dimension longitudinale plus grande que sa dimension latérale, alors qu'une seconde cavité d'indexage 151 est sensiblement circulaire et donne une configuration de surface 6 2505086 minimale Dans cet exemple de Réalisation, la tire de support est maintenue 1 la fois dans la direction longitudinale et dans la direction latérale, lors de l'opération de liaison L'une au moins des cavités d'indexage, par exemple la cavité 149, doit pouvoir flotter librement dans la direction longitudinale afin d'éliminer une tolérance d'espacement entre les cavités d'indexage 149 et 151 La cavité 149 présente de façon typique une longueur de 1 ' ordre de 5 mm et une largeur d'environ 3 mm, alors que la cavité 151 possède un diamètre de l'ordre de 3 mm. Pour assembler les canons à électrons en utilisant les tiges a de support/auto-indexage 23 a et 23 b ou 123 a, les éléments de canon et de lentille sont empilés sur un mandrin (non représenté) A titre d'exemple, on a représenté sur les figures 6 à 8, une tige de support 123 a, placée sur un dispositif de liaison similaire à celui décrit dans le brevet américain N O 3 527 588, cité ci-dessus. Dans cet exemple de réalisation, le dispositif de liaison comprend au moins deux blocs de liaison 160, selon la présente invention. Les blocs sont disposés sur les côtés opposés du mandrin et ils sont généralement disposés verticalement Les tiges de support 123 a sont fixées aux blocs de liaison 160 et elles sont chauffées Jusqu'à la température de liaison par soudure Lorsque les cordons de support atteignent la température de liaison, les blocs du dispositif oscillent vers le mandrin jusqu'à ce que les griffes de la patte de support soient noyées dans les tiges de support 123 a L'un des blocs de liaison 160 a été représenté sur les fi- gures 6 à 8 Sur les figures 6 et 7, on voit que le bloc de liai- son 160 comprend un élément de base 162 et un piétement de support 164 La base 162 et le piétement 164 sont, de préférence, usinés à partir d'une seule pièce de métal, par exemple de l'acier ino- xydable En variante, ces composants peuvent être réalisés indivi- duellement et fixés de façon détachable de façon à former le bloc 160. L'élément de base 162 comporte un alésage 166 formé par exem- ple par forage et qui, à partir d'une surface externe 168, s'étend longitudinalement au travers de la base sur une distance infé- rieure à la longueur de cette dernière L'alésage 166 se termine sur une paroi interne 170 qui est espacée d'une seconde surface extérieure 172, opposée à la surface extérieure 168 Une ouverture de thermo-couple 174 est formée sur une surface inférieure 176 de la base 162 et elle s'étend dans le Piétement de support 1 YI Une paire de pattes de support 178 et 180 s'étendent à partir de la surface 176 de la base 162 de manière à permettre aux blocs de liaison de pouvoir être montés verticalement sur une paire de bâti de support (non représentés) qui peuvent être orientés par pivote- ment, vers le mandrin lors de l'opération de liaison. Le piédestal 164 du bloc de liaison 160 comprend une surface de support 182 munie de deux ouvertures au moins 183 et 184 Les ouvertures s'étendent au travers du piétement de support 164 et elles se terminent dans l'alésage 166 Les ouvertures 183 et 184 sont alignées selon l'axe longitudinal de la surface de support 182. Une paire de broches d'indexage 186 et 188, ayant les extré- mités de référence 190 et 192, respectivement, sont introduites à force dans les ouvertures 183 et 184 Les extrémités de référence et 192 des broches d'indexage 186 et 188 ont une forme en tronc de pyramide qui s'étend au delà de la surface de support de liaison 182 La hauteur des extrémités de référence 190 et 102 est choisie de manière que les extrémités fassent saillies dans les cavités d'indexage de la tige de support isolante 123 a et viennent au contact de la tige de support. Au moins l'une des broches 186 et 188, et de préférence les deux broches, est munie d'un alésage de broche d'indexage 194 aui s'étend au travers de la broche d'indexage selon son axe lon- gitudinal L'alésage de broche 194 permet à un vide provenant d'une source de vide externe (non représentée) de maintenir la tige de support 123 a au contact des extrémités de référence 190 et 192 des broches d'indexage 186 et 188 Le vide est transmis à la tige de support isolante 123 a, par l'intermédiaire de l'alésage 166 de la base, des ouvertures 183 et 184 de la surface de support et des alésages de broches d'indexage 194 Un thermocoup Lk (-non représenté) pour contrôler la température de liaison, est fixé de manière étanche au vide, dans l'ouverture 174 L'alésage 166 pos- sède une largeur plus grande que le diamètre de l'ouverture de thermo-coupte 176 de manière que le vide soit appliqué par l'inter- médiaire de l'ouverture 183 et de l'alésage 194 de la broche. Un problème commun aux dispositifs de liaison selon la tech- nique antérieure, représentés sur les figures 1 à 3, est celui de la sublimation Les flammes de gaz qui viennent frapper les tiges de support isolantes de manière à chauffer ces tiges à la tem Déra- ture de liaison par soudure, entraînent un résidu qui se rassemble sur les surfaces les plus froides du dispositif de liaison et plus particulièrement sur les surfaces adjacentes des blocs de liaison. Le troduit de cette sublimation, qui est principalement un meta- borate de potassium, présente une Solubilité élevée dans le verre des tiges de support La dilatation différentielle qui en résulte provoque des craquelures dans les tiges de support Ces craque- lures agissent-comme des sources potentielles de particules de verre dans le tube De telles craquelures ont été virtuellement éliminées en modifiant la structure du piétement de support 164, comme représenté sur la figure 8 La surface de support '182 du piétement 164 présente un contour en forme d'auge avec une partie centrale sensiblement plate 196 et une paire de parois latérales 198 et 200, s'étendant longitudinalement, dirigées vers le haut et biseautées vers l'extérieur (inclinées d'un angle de l'ordre de , au dessus de la partie plate centrale). La largeur de la surface de support 182 est inférieure à la largeur des cordons de support 123 a de manière que le produit de la sublimation ne comporte pas de surface adjacente au cordon de support sur laquelle il pourrait se déposer ' Sur la figure 8, la flamme effectuant la liaison par cordon de soudure (non représen- tée) vient frapper la tige de support 123 a perpendiculairement à la surface 145 Afin de s'assurer en outre que le produit de su- blimation ne puisse pas se déposer sur le piétement de support 164, on prévoit une paire d'encoches 202 et 204 en retrait, for- mant un angle d'environ 100 par rapport à la normale Ces encoches formant des épaulements qui s'étendent longitudinalement le long de la surface extérieure de chacune des parois latérales 198 et 200, respectivement. La figure 9 illustre un autre exemple de réalisation d'une structure de liaison selon la présente invention, une moitié seu- lement de cette structure étant représentée Un élément identique forme l'autre moitié de cette structure Dans cet exemple de réa- lisation, la structure comporte un bloc de liaison 260 Ce bloc est identique au bloc de liaison 160, représenté sur les figures 6 à 8, sauf qu'un pied de support 261 a été ajouté de façon à limiter davantage le déplacement longitudinal de la tige de sup- port isolante 23 a munie de cavités d'indexage sensiblement rectan- 9 2505086 gulaires 49 et 51 Dans cet exemple de réalisation, la tige de support 23 a est fixée et maintenue au contact des broches d'inde- xage à la fois par la force de retenue du vide provenant d'une source externe (non représentée) et par le pied de support 261 qui limite le déplacement longitudinal de la tige de support 23 a. Il demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits et représentés, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. 1. Dispositif de fabrication d'un ensemble de canons à élec- trons qui comprend au moins deux blocs de liaison par cordon de soudure, cet ensemble de canons comprenant au moins deux tiges de support isolantes comportant une pluralité de cavités d'indexage, ménagées dans une surface de chacune des tiges de support, ce dis- positif étant caractérisé en ce que chacun desdits blocs ( 160, 260) comprend: une surface de support de liaison par soudure ( 182) pour suppor- ter l'une desdites tiges isolantes ( 23 a, 23 b, 123 a), cette surface étant munie d'une pluralité d'ouvertures ( 183, 184); une pluralité de broches d'indexage ( 183, 184), chacune de ces broches étant disposée dans une ouverture différente appartenant à ladite pluralité d'ouvertures et comportant une extrémité de référence ( 190, 192) s'étendant au delà de ladite surface de sup- port ( 182) et faisant saillie dans lesdites cavités d'indexage ( 49, 51; 148, 151) de l'une des tiges de support isolantes et, des moyens de fixation ( 166, 183, 194) pour maintenir chacune des tiges de support au contact desdites broches d'indexage. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits blocs ( 160) comprennent une base ( 162) et un piétement de support ( 164) , l'une des surfaces dudit piétement comportant ladite surface de support ( 182) et en ce que cette surface de sup- port possède un contour en forme d'auge ayant une partie centrale sensiblement plate ( 190) et une paire de parois longitudinales, biseautées vers l'extérieur ( 198, 200) faisant saillie au-dessus de ladite partie centrale plate. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que le piétement de support ( 164) possède une encoche formant épaulement ( 202, 204), s'étendant longitudinalement le long d'une surface extérieure de chacune des parois latérales ( 198, 200), adjacente à la surface du support ( 182). 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'une au moins des broches d'indexage ( 186), disposée dans lesdites ouvertures ( 183, 184) de la surface de support ( 182), comporte un alésage de broche d'indexage ( 194), qui s'étend au travers de cette broche, le long de son axe longitudinal. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens de fixation comprennent des moyens de retenue par il l'effet du vide dont l'action s'exerce par l'intermédiaire d'un conduit ( 166), ménagé dans ladite base ( 162), ledit conduit com- muniquant -avec lesdites ouvertures ( 183, 184) de la surface de support ( 182) et avec ledit alésage de broche ( 194) dans l'une au moins des broches d'indexage ( 186). 6. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les extrémités de référence ( 190, 192) des broches d'indexage ( 186, 188) faisant saillie dans les cavités d'indexage ( 49, 51)1 149, 151) desdites tiges de support isolantes ( 23 a, 23 b; 123 a) ont une forme de pyramide tronquée. 7. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un pied de support ( 261) fixé à l'une des extré- mités des blocs de liaison ( 260), ce pied s'étendant au delà de la surface de support desdits blocs. 8 Procédé pour fabriquer un ensemble de canons électronique qui comporte une tige de support isolante avec une pluralité de cavités d'indexage formées dans une surface, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il consiste: à former un dispositif de liaison par soudure comportant une pluralité égale de saillies ( 190, 1-92) s'étendant à partir d'une surface ( 182) de ce disposi- tif; à faire supporter ladite tige ( 23 a, 23 b; 123 a) sur ce dis- positif de manière que les surfaces respectives ( 47, 182) de ce dispositif soient au contact l'une de l'autre afin que lesdites saillies s'étendent dans lesdites cavités ( 49, 51; 149, 151) de ladite tige et à maintenir ladite tige au contact dudit dispositif 9. Procéd 4 selon la revendication 8, caractérisé en ce que ladite tige ( 123 a) est maintenue en contact avec ledit dispositif en transmettant l'effet du vide à ladite tige par l'intermédiaire de l'une, au moinstdesdites saillies ( 190) du dispositif.