專利名稱：空心陰極及制造方法的改進的制作方法
技術領域：
本發明涉及電極、電極元件、包含電極的裝置，還涉及制造電極、電極元件以及管子和管狀體的方法，以及在所述方法中所使用的裝置。
背景技術：
現有電極有許多結構和應用。例如冷陰極電極在照明應用上是有效的，包括用做LCD顯示屏背光燈的冷陰極熒光燈(CCFL)。然而，這樣的電極體積小，因此難以制造。
已知的電極包括鉬并具有一管狀體，該管狀體一端封閉，并在此封閉端附著有一芯柱(或引線)。管狀體由單一部件通過深沖壓形成并因此可能具有許多缺陷。
深沖壓效率低下，導致了原料的浪費，從而增加生產成本。另外，采用深沖壓處理時，管狀體的最大長度可能被限制為大約是管狀體直徑的5倍。然而，為了獲得較長的電極壽命和較強的燈的亮度，具有較大表面面積的較長電極是合乎需要的。
為了改善電極性能和/或使用壽命，對管狀體的內表面和/或外表面進行覆蓋層是合乎需要的。然而，對管狀體的內部進行覆蓋層可能是困難的，特別是對長的管狀體。
由此，需要一種替換電極及生產方法。
因此，本發明旨在提出至少一種現有技術有關的缺陷，無論是否在此討論該現有技術。
發明內容
根據本發明第一方面，提供一種電極發射源組件，該電極發射源組件包括一開口的管子和一頂蓋，其中，該管子由一金屬片形成，該金屬片成形為管狀結構，該頂蓋安裝在管子上以形成一端封閉的管狀體。
可把該金屬片卷成管狀結構，適宜地，把該金屬片彎成管狀結構。
適宜地，該管狀體具有1到20倍于其直徑的長度，優選地，具有3到15倍于其直徑的長度，比如其長度大約為其直徑的10倍。
適宜地，管子的長度至少5倍于其直徑，比如至少6、7、8、9、10、11或12倍于其直徑。這樣的比例可以產生一個包含一個電極的電子管，該電極包括電極發射源組件，與采用已知電極的電子管相比，該電子管具有更長的使用壽命和/或更高的亮度。
適宜地，該電極發射源組件的外徑介于0.5和5mm之間。
適宜地，該電極發射源組件的長度介于0.5和12mm之間。
適宜地，頂蓋殼壁的厚度介于0.01和0.1mm之間，優選地，介于0.02和0.1mm之間，比如大約為0.055mm。
適宜地，金屬片的厚度介于0.01和0.1mm之間，優選地，介于0.02和0.1mm之間，比如大約為0.08mm。該管子因此可以具有一厚度介于0.01和0.1mm之間的殼壁，優選地，介于0.02和0.1mm之間，比如大約為0.08mm。該殼壁的厚度可以是金屬片重疊邊緣厚度的兩倍。
適宜地，該管子具有一大體呈圓形的斷面。
適宜地，管子包括一彎曲金屬片，該金屬片在形成為管子之前大體上呈一平面。適宜地，管子包括一彎曲金屬片，該金屬片在形成為管子之前大體上呈長方形。
適宜地，當形成為管子時，金屬片的相對的第一和第二邊緣大體上彼此鄰接放置。
適宜地，當形成為管子時，金屬板的第一和第二邊緣區域重疊。管子因此可以在接縫處具有一雙倍的殼壁厚度，該接縫使管子圍成圓筒狀。
適宜地，金屬片的第一和第二邊緣區域按照周長的0.1％到10％重疊，比如按照0.5％到8％重疊。
適宜地，該頂蓋包括一單一蓋體。適宜地，頂蓋通過深沖壓形成，換句話說，頂蓋可通過擠壓形成。
適宜地，該頂蓋包括一大概為圓柱形的中空型式。適宜地，頂蓋包括一端封閉另一端開口的管子。
適宜地，該頂蓋固定該彎曲金屬片為管狀結構。適宜地，頂蓋設置成位于管子一端的上方，管子因此緊密地配合在其中。
適宜地，頂蓋設置在管子的上方，如此，頂蓋與管子的一端區域按照管子長度的0.1到30％重疊，優選地，按照管子長度的0.5到20％重疊，比如按照長度的2到15％重疊。
適宜地，該頂蓋與管子的重疊部分介于0.1mm和10mm之間。適宜地，頂蓋與管子的重疊部分至少為0.1mm，優選地，至少為0.3mm，比如至少為0.5mm。
頂蓋與管子的重疊部分可設置一個電極發射源組件，當該電極發射源組件在一電極中用作一發射源時，該電極發射源組件在傾向于形成孔的區域具有雙倍的殼壁厚度。與在其長度上完全具有單一壁厚的元件相比，這種結構可以因此形成具有較長使用壽命的電極元件。
適宜地，電極元件包括一個或多個焊接點來固定彎曲的金屬片為一管狀結構。適宜地，一個或多個焊接點連接金屬片的重疊部分。適宜地，金屬片的重疊部分是用激光焊在一起的。適宜地，該焊接為點焊。
適宜地，該頂蓋通過一個或多個焊接點固定到管子上。適宜地，頂蓋通過許多焊接點固定到管子上。適宜地，該管子和頂蓋是用激光焊接在一起的。適宜地，該焊接為點焊。
適宜地，頂蓋通過第一焊接點固定到管子上，該第一焊接點位于金屬片的第一和第二邊緣重疊以及管子和頂蓋重疊的區域。適宜地，該管子和頂蓋通過一個或多個更多的焊接點固定，優選地，通過分別位于第一焊接點兩邊的另外兩個焊接點固定，該另外兩個焊接點間隔90到120度，比如大約120度。
組成管子的金屬片可以為純金屬。另外地，組成管子的金屬片可以為合金。
適宜地，金屬片的熔點高于1100℃。適宜地，金屬片的熱傳導率介于0.2瓦特/cm2.℃和5.0瓦特/cm2.℃之間。適宜地，該金屬片在環境溫度下的線性膨脹系數介于1×10-6/℃和30×10-6/℃之間。
適宜地，組成管子的金屬片由過渡金屬組成。適宜地，組成金屬片的金屬是從由鎳(Ni)，鉬(Mo)，鈮(Nb)，鉭(Ta)和鎢(W)組成的族中挑選出來的。適宜地，金屬片由鉬組成。另外地，金屬片可以由至少一面進行過覆蓋層處理的鎳組成。
頂蓋可以由純金屬組成。另外地，頂蓋可以由合金組成。
適宜地，頂蓋的熔點高于1100℃，頂蓋的熱傳導率介于0.2瓦特/cm2.℃和5.0瓦特/cm2.℃之間。適宜地，在環境溫度下，頂蓋的線性膨脹系數介于1×10-6/℃和30×10-6/℃之間。適宜地，頂蓋由過渡金屬組成。頂蓋可以由從鎳(Ni)，鉬(Mo)，鈮(Nb)，鉭(Ta)和鎢(W)組成的族中挑選出來的金屬組成。適宜地，頂蓋由鉬組成。
頂蓋與管子可以由同一種金屬組成。另外地，頂蓋與管子可以由不同的金屬組成。該管子和頂蓋可以因此由不同的材料組成，這些材料是按照它們在整個電極元件組合中的特殊性質和功能特性來選擇的。
電極元件的內表面可以包含一表面覆蓋層。
該表面覆蓋層可以設置在管子和頂蓋上，或者僅設置在管子上或者僅設置在頂蓋上。管子可以由金屬片組成，該金屬片的第一面具有一表面覆蓋層，接著成型為一個管子，這樣，所說的第一面形成為該管子的內表面。這樣，可以形成一管狀體，該管狀體具有一有實質長度的管子，在該管子內部范圍上大體均勻的覆蓋層。
該表面覆蓋層的設置用來提高電極元件的性能和/或使用壽命。
該表面覆蓋層的厚度介于0.001mm到0.1mm之間.該表面覆蓋層可以包含微米和/或毫微米大小的粒子以提高電極元件的表面面積。這可以使得采用包含該電極發射源組件的電極的電子管具有較高的亮度和/或較低的工作溫度。
表面覆蓋層由金屬組成，該金屬比它所覆蓋的形成組件的金屬具有較高的活性。具有較高活性的金屬，對離子碰撞的抵抗力增加，和/或提高的電子發射性能，這是由于該金屬具有較低的逸出功，和/或較高的導電性。表面覆蓋層可以由鉬或鎢或其他的適當的元素或合金組成。電極發射源組件可以因此頂蓋和/或管子形成，頂蓋和/或管子由金屬，比如鎳組成，在其表面覆蓋有更活潑但更昂貴的金屬，比如鉬或鎢。這使得能更加經濟地制造行之有效的電極。
表面覆蓋層可以由具有低逸出功和或對離子轟擊具有高阻抗的材料組成。比如表面覆蓋層可以由石英或多晶硅組成。
電極元件的外面可以包含一表面覆蓋層。
該表面覆蓋層可以設置在管子和頂蓋上，或者僅設置在管子上或者僅設置在頂蓋上。
管子可以由金屬片組成，該金屬片的第二面具有一表面覆蓋層，接著成型為一個管子，這樣，所說的第二面形成該管子的外表面。
該表面覆蓋層的設置用來提高電極元件的性能和/或使用壽命。
該表面覆蓋層可以包含一覆蓋層，該覆蓋層和所描述的關于電極發射源組件內表面的覆蓋層一樣。
施加到外表面的表面覆蓋層可以與施加到內表面的覆蓋層相同，或者不相同。因此，施加到金屬片的第二側面的表面覆蓋層可以與施加到金屬片的第一側面的表面覆蓋層相同，或者不相同。
可以通過許多已知的方法將表面覆蓋層施加到電極發射源組件的一部分，比如任何濺射鍍膜、電化學沉積、金屬有機物的汽相沉淀、原地沉淀、溶膠-凝膠過程、噴射、刷涂或滾涂均是適當的。
一旦施加該表面覆蓋層后，在利用電極發射源組件的該部分來制造電極發射源組件之前，需要通過熱和或化學處理將該表面覆蓋層轉換為一適當的金屬形式。
管子可以由金屬片組成，該金屬片具有一表面覆蓋層，在金屬片形成管子之前，將表面覆蓋層轉變成一適當的金屬形式。
根據本發明的第二方面，提供一種電極，該電極包含根據第一方面的電極發射源組件和附著于該電極發射源組件頂蓋的芯柱。
該芯柱與頂蓋一體形成.芯柱可焊接到頂蓋上。
適宜地，該芯柱大體上平行于管子的軸線延伸。適宜地，管子和芯柱具有一大體上公共的軸線。
該芯柱可以由純金屬組成。另外，該芯柱可以由合金組成。
適宜地，該芯柱的熔點高于1100℃.適宜地，該芯柱的導熱系數介于0.2瓦特/cm2.℃和5.0瓦特/cm2.℃之間。適宜地，在環境溫度下，該芯柱的線性膨脹系數介于1×10-6/℃和30×10-6/℃之間。
適宜地，該芯柱由過渡金屬組成。組成該芯柱的金屬是從由鎳(Ni)、鉬(Mo)、鈮(Nb)、鉭(Ta)和鎢(W)組成的族中挑選。該芯柱可以由科伐合金(一種鐵、鎳、鈷和鉻合金)組成。
適宜地，組成該芯柱的材料與組成頂蓋的材料相同。
適宜地，該電極包括一安裝在芯柱上的玻璃環。該玻璃環可以提供一固定點，通過該固定點，該電極可被固定在一個殼體內。
根據本發明的第三方面，提供一種包含根據本發明第二方面所述電極的電氣裝置。
該電氣裝置可以包括一發光裝置。該電氣裝置可以包含一冷陰極熒光燈，比如用來作為用于LCD顯示屏的背光燈。
根據本發明的第四方面，提供一種裝置用于通過彎曲金屬片來形成管子，該裝置包括一成形臺，該成形臺包括一成形支撐桿和多數個成形指狀物，所述金屬片能夠纏繞在該成形支撐桿周圍，多數個成形指狀物呈放射狀間隔環繞在成形支撐桿周圍并且相對于成形支撐桿能夠移動，用于將金屬片纏繞在成形支撐桿周圍。
適宜地，該成形支撐桿由具有圓截面的圓柱體組成。適宜地，成形支撐桿的軸線豎直延伸布置。
適宜地，在該裝置上，金屬片相對于成形支撐桿大體成切線布置。
適宜地，各成形指狀物可相對于成形支撐桿的軸線移動。
適宜地，該裝置包括三個或更多個，比如四個或更多個成形指狀物。適宜地，該裝置僅包括四個成形指狀物。
適宜地，該裝置包括供料工具，用來將金屬片供給給成形臺。
適宜地，金屬片由金屬帶組成。供料工具因此可以用來將金屬帶供給給成形臺。適宜地，該裝置包括一截斷器，用于從金屬帶供給源中截斷一段金屬帶來提供能夠形成管子的金屬片。
適宜地，該裝置將來自金屬帶供給源的金屬帶供給給成形臺，然后截斷該金屬帶來提供一金屬片，通過從金屬帶供給源隔斷一段金屬帶，接著將金屬片形成為管子。
適宜地，供料工具把金屬帶按與成形支撐桿大體成切線的方向供給到成形臺。適宜地，該裝置是這樣布置的把金屬帶供給給成形臺，金屬帶處于靠近成形支撐桿的位置，適宜地，距成形支撐桿5mm以內，優選地距成形支撐桿0.1mm以內。
適宜地，該裝置是這樣布置的當金屬帶供給到成形臺時基本上不與成形支撐桿相接合。
適宜地，安排第一成形指狀物沿大體上垂直于金屬帶供給給成形臺的方向移動。
適宜地，第一成形指狀物可大體上成直線移動。適宜地，第一成形指狀物可大體上垂直于成形支撐桿的軸線移動。
適宜地，第一成形指狀物可移動到一夾緊位置，因此，它能夠將金屬帶夾緊到成形支撐桿上，基本上不使金屬帶變形而使其固定在適當的位置上。金屬帶因此固定在適當位置，同時一段金屬帶被截斷器截斷而形成金屬片。
適宜地，該裝置是這樣布置的一旦一段金屬帶被截斷器截斷形成金屬片，該金屬片可被成形支撐桿和第一成形指狀物固定在適當位置。
適宜地，該裝置是這樣布置的在管子成形過程中，在任何給定時間，當金屬片卷繞在成形支撐桿上時，金屬片的一部分夾緊在成形支撐桿和成形指狀物之間。因此，該裝置可設置得能精確地成形管子。
適宜地，第一成形指狀物可移動到一纏繞位置，在那里，該第一成形指狀物使金屬片圍繞成形支撐桿彎曲。適宜地，安排第一個成形指狀物嚙合金屬片的中間區域。
適宜地，第一成形指狀物的纏繞位置比夾緊位置更靠近成形支撐桿。當第一成形指狀物處于纏繞位置時，金屬片可因此仍夾緊在第一成形指狀物和成形支撐桿之間。
適宜地，第一成形指狀物包括具有一成形面的尖端。適宜地，該成形面由一凹入的圓弧組成，用來當處于纏繞位置時嚙合金屬片。
適宜地，該成形面由一大約180度的圓弧組成。
適宜地，該成形面大體上與成形支撐桿的外表面相適應。
適宜地，第一成形指狀物將金屬片纏繞在成形支撐桿周圍，形成一U形弧，適宜地，該U形弧大約呈180度。
第一個成形指狀物可安裝在一執行機構上，該執行機構使第一個成形指狀物相對于成形支撐桿的軸線呈直線移動。
適宜地，第一個成形指狀物從它最初嚙合金屬片直到該金屬片被纏繞成為一管子，一直保持與金屬片的接觸。
該裝置可這樣布置供給金屬帶并切斷該金屬帶形成一切割邊，與第一成形指狀物的逆時針方向的側面相比，該切割邊更靠近第一成形指狀物的順時針方向的側面。另外地，該裝置可這樣布置供給金屬帶并切斷該金屬帶形成一切割邊，與第一成形指狀物的順時針方向的側面相比，該切割邊更靠近第一成形指狀物的逆時針方向的側面。
這些成形指狀物適宜順序操作，它們的相對位置可取決于金屬帶供給的方向。為了方便起見，在這里所有的參考相對方向，與金屬帶從成形指狀物的順時針方向的側面的供給情況有關。然而，包括在本發明當中的替換實施例是可以理解的。在該替換實施例中，金屬帶從成形指狀物的逆時針方向的側面供給。
適宜地，該裝置包括一第二成形指狀物。適宜地，第二成形指狀物可大體上呈直線移動。適宜地，第二成形指狀物可大體上垂直于成形支撐桿的軸線移動。
適宜地，第二成形指狀物有具有一成形面的尖端。適宜地，該成形面由一凹入的圓弧組成。
適宜地，該成形面由一大約30度的圓弧組成。
適宜地，該成形面大體上與成形支撐桿的外表面相適應。
第二成形指狀物可安裝在一執行機構上，該執行機構使第二成形指狀物相對于成形支撐桿的軸線呈直線移動。
適宜地，第二成形指狀物的移動路徑相對于第一成形指狀物的移動路徑呈70度到110度的放射狀布置，比如，按照大約90度布置。適宜地，第二成形指狀物相對于第一個成形指狀物按照上述角度沿逆時針方向呈放射狀布置。
適宜地，第二成形指狀物的移動大體上垂直于第一成形指狀物。
適宜地，第二成形指狀物可移動到一纏繞位置，在那里，該第二成形指狀物使金屬片圍繞成形支撐桿彎曲。適宜地，調整第二成形指狀物嚙合金屬片的第一邊緣區域。
適宜地，當第二成形指狀物處于纏繞位置時，金屬片夾緊在第二成形指狀物和成形支撐桿之間。
適宜地，該裝置包括一第三成形指狀物。適宜地，第三成形指狀物可相對于成形支撐桿沿軸向移動。適宜地，當第三成形指狀物靠近成形支撐桿時，該第三成形指狀物的尖端沿弓形路徑移動。
適宜地，第三成形指狀物的移動路徑與第一和第二成形指狀物的移動路徑大體等距離間隔布置。
適宜地，第三成形指狀物的移動路徑相對于第一成形指狀物的移動路徑呈100度到160度的放射狀布置，比如，按照大約130到140度布置。適宜地，第二成形指狀物相對于第一個成形指狀物按照上述角度沿順時針方向呈放射狀布置。
適宜地，第三成形指狀物有具有一成形面的尖端。適宜地，該成形面由一凹入的圓弧組成。
適宜地，該成形面由一大約90度的圓弧組成。
適宜地，該成形面大體上與成形支撐桿的外表面相適應。
適宜地，第三成形指狀物可移動到一纏繞位置，在那里，該第三成形指狀物使金屬片圍繞成形支撐桿彎曲。適宜地，調整第三成形指狀物使其與位于第一成形指狀物嚙合的中間區域和金屬片的第二邊緣區域之間的金屬片嚙合。
適宜地，當第三成形指狀物處于纏繞位置時，金屬片夾緊在第三成形指狀物和成形支撐桿之間。
適宜地，該第三成形指狀物大致垂直于成形支撐桿的軸線移動，但是當它靠近成形支撐桿時，它的尖端沿一弓形路徑移動。第三成形指狀物可轉動地安裝在一執行機構上，該執行機構使第三成形指狀物相對于成形支撐桿的軸線呈直線移動。該第三成形指狀物可樞裝在執行機構上，并且該裝置可包含一嚙合銷，用來嚙合該第三成形指狀物并當第三成形指狀物靠近纏繞位置時使其相對于該執行機構回轉運動。當第二成形指狀物的頂端朝向成形支撐桿移動并相對于執行機構和成形支撐桿同時轉動時，第二成形指狀物的頂端可以因此沿著一弓形路徑運動。這種動作可以降低當第三成形指狀物嚙合金屬片時在金屬片上引起扭折的危險。
適宜地，第三成形指狀物從它最初嚙合金屬片直到該金屬片被纏繞成為一管子，一直保持與金屬片的接觸。
適宜地，該第三成形指狀物在第一和第二成形指狀物移到它們的纏繞位置之后才移到它的纏繞位置。
另外地，該第三成形指狀物可在第一成形指狀物移到它的纏繞位置之后，第二成形指狀物移到它的纏繞位置之前移到自己的纏繞位置。
適宜地，該裝置包括一第四成形指狀物。適宜地，第四成形指狀物可大體上呈直線移動。適宜地，第四成形指狀物可大體上垂直于成形支撐桿的軸線移動。
適宜地，該第四成形手指有一具有一成形面的尖端。適宜地，該成形面由一凹入的圓弧組成。
適宜地，該成形面由一大約呈70度的圓弧組成。
適宜地，該成形面與成形支撐桿的外表面大體上相適應。
第四成形指狀物可安裝在一執行機構上，該執行機構使第四成形指狀物相對于成形支撐桿的軸線呈直線移動。
適宜地，該第四成形指狀物的移動路徑相對于第一成形指狀物的移動路徑按照100到150度的角度呈放射狀布置，比如按照大約130到140度布置。適宜地第四成形指狀物相對于第一成形指狀物按照上述角度呈逆時針的方向布置。
適宜地，第四成形指狀物可移動到一纏繞位置，在那里，該第四成形指狀物使金屬片圍繞成形支撐桿彎曲。適宜地，調整第四成形指狀物使其嚙合金屬片的第二邊緣區域。
適宜地，該裝置是這樣設置的在第四成形指狀物嚙合金屬片之前，第二成形指狀物離開與金屬片的接觸。適宜地，第一和第三成形指狀物保持與金屬片的接觸。
適宜地，當第四成形指狀物處于纏繞位置時，金屬片夾緊在第四成形指狀物和成形支撐桿之間。
適宜地，該裝置是這樣設置的一旦第四成形指狀物處于纏繞位置，金屬片的第一和第二邊緣基本上彼此重疊。
適宜地，該裝置是這樣設置的一旦第四成形指狀物已經移到纏繞位置，第二成形指狀物能夠返回到纏繞位置。第二成形指狀物可以因此使金屬片的第二邊緣區域纏繞在它的第一邊緣區域上。第二邊緣區域可夾緊在第一邊緣區域上以形成一圓周封閉的管子。
適宜地，該裝置進一步包括操作工具，當管子一旦形成，成形指狀物移開嚙合時，用來保持該金屬片處于管狀結構。
適宜地，該操作工具包括一套爪組件，用來夾緊管子。適宜地，該套爪組件嚙合管子的外表面，基本上是管子的整個圓周。該套爪組件允許管子稍微松開以利索地脫離對成形支撐桿的纏繞。
適宜地，該裝置包括一焊接臺，在那里，彎曲的金屬片可被焊接固定為管狀結構。適宜地該焊接臺包括用于激光焊接的工具。
該操作工具可把管子傳遞給焊接臺。
適宜地，該裝置包括將頂蓋安設到管子的端部以形成一一端封閉的管狀體的工具。
適宜地，該裝置在管子被傳遞到焊接臺之前安設頂蓋。適宜地，頂蓋在焊接臺焊接到管子上。
適宜地，該操作工具使管子定位于頂蓋中。套爪組件可稍微縮小管子的直徑并把它插入到頂蓋中然后允許管子稍微松開以緊密地支撐在頂蓋中。然后，套爪組件松開管子。
接著，一另外的操作工具把管狀體傳遞到焊接臺。比如，頂蓋可由一另外的操作工具握住，該另外的操作工具能夠把頂蓋和管子傳遞到焊接臺。適宜地，該裝置能夠制造出與第一方面相一致的電極發射源組件。該裝置可進一步包括用于把一芯柱固定到頂蓋上的工具，或者該裝置可控制具有一芯柱固定在其上的頂蓋。裝置可因此能夠制造與第二方面相一致的電極。
根據本發明的第五個方面，提供一種形成管子的方法，該方法包括將金屬片圍繞一成形支撐桿纏繞，這樣金屬片成為一與成形支撐桿外表面大體上相適應的管狀結構。
適宜地，該金屬片通過多數個成形指狀物圍繞成形支撐桿纏繞。這些成形指狀物可把金屬片壓向成形支撐桿以形成管子。
適宜地，成形支撐桿包括一大體上呈圓形的截面。另外地，成形指狀物可包括一正方形，長方形或三角形橫截面。
該金屬一旦形成管狀結構，它就基本上保持所述的結構。
該方法包括將管狀結構的金屬片進行固定的步驟。所述的固定步驟包括將管狀結構的金屬片的邊緣焊接在一起。
可選擇的，或者另外地，固定步驟包括將頂蓋安設到管子上，這可使金屬片保持為管狀結構。管子和頂蓋可焊接在一起。該方法可因此形成一端封閉的管狀體。
根據該方法形成的管狀體，可包含與第一個方面相一致的電極發射源組件。
一芯柱可附著于頂蓋上，該方法可因此包含一制造電極的方法。
適宜地，該方法包括將金屬片的中間區域圍繞成形支撐桿纏繞，接著將該金屬片的第一邊緣區域圍繞成形支撐桿纏繞，接著將該金屬片的其余部分圍繞成形支撐桿纏繞，這樣，該金屬片的第二邊緣區域與第一邊緣區域重疊，該金屬片形成管子。
適宜地，該方法采用一與第四個方面相一致的裝置。該方法可采用相當于與第四個方面有關的任何步驟。
下面借助于實例并參考附圖對本發明進行說明，其中圖1是一電極發射組件的透視圖；圖2是圖1的電極發射組件的剖面圖，顯示了隱藏的部分；圖3是圖1的電極發射組件的端視圖；圖4是一組裝裝置成形臺的俯視圖；圖5是圖4的成形臺的部分詳細俯視圖；圖6A-H是管子成形操作的示意圖；圖7是操作工具的套爪組件的剖面圖；圖8是圖7的夾著一管子的套爪組件的部分端視圖；圖9是包含圖1到圖3的電極發射源組件的冷-陰極熒光燈的剖面圖。
具體實施例方式
如圖1到圖3所示，電極發射源組件1包括一管狀體3，該管狀體的第一端5是封閉的，與此相對的第二端7是開口的。管狀體3包括一管子9和頂蓋13，管子9由金屬片11彎曲形成，管子9插入到頂蓋13中。
頂蓋13本身包括一一端封閉的管狀體，該管狀體由基礎壁17和從該基礎壁17延伸出的圓柱形壁15組成。
頂蓋13由鉬組成，并且通過深沖壓形成。
金屬片11由鉬組成并且通過彎曲制成管子9。金屬片11被彎曲，因此它的第一和第二邊緣區域19，21重疊。金屬片的第一面25形成電極發射源組件1的內表面29，第二面27形成電極發射源組件1的外表面31。
頂蓋13和管子9在焊接點23進行激光焊接，以把頂蓋13固定到管子9并保持金屬片11處于管狀結構。第一焊接點位于頂蓋13和管子9的邊緣區域19，21重疊的區域。另外兩個焊接點間隔圍繞在頂蓋13與管子9相重疊的區域以內，因此這另外兩個焊接點大約呈120度處在第一焊接點的兩邊。一另外的焊接點位于管狀體3的第二端7，在邊緣區域19，21重疊的區域以內。
電極發射源組件1的長度大約為5mm，直徑大約為1mm。
圖9所示為一包括電極203的冷陰極熒光燈201，電極203包括電極發射源組件1，每個電極203具有一芯柱205固定在其上。燈201包括一玻璃殼體(罩)207，芯柱205穿過它延伸。玻璃殼體207的內部具有一熒光物質層209，該殼體207被抽成真空并充有少量水銀。
管子9可用圖4和圖5所說明的裝置制作。
裝置100包括一成形臺102，該成形臺包括一支撐桿101，該支撐桿具有一大體呈圓形的截面，并且該支撐桿取向為其軸線大體上呈豎直延伸。第一、第二、第三和第四成形指狀物110、120、130、140布置在成形臺102上的成形支撐桿101周圍。各成形指狀物110、120、130、140分別安裝在執行機構111、121、131、141上，各執行機構使各成形指狀物大體呈直線且垂直于成形支撐桿101的軸線移動。
各成形指狀物110、120、130、140包括具有成形面115、125、135、145的各尖端113、123、133、143，所述成形面大概與成形支撐桿的外表面103相適應。
在使用時，成形指狀物110、120、130、140可移動到纏繞位置，在那里，它們能夠使金屬片圍繞成形支撐桿101彎曲。這些成形指狀物圍繞成形支撐桿101呈放射狀互相間隔，這樣，當處于纏繞位置時，它們的成形面形成一具有微小缺口的圓環圍繞著成形支撐桿101。
除可相對于成形支撐桿101移動之外，第三成形指狀物130也可相對于第三執行機構131轉動。這是通過把第三成形指狀物130安裝在第三執行機構的樞軸137上實現的。第三成形指狀物130也具有一臂139，用來當該成形指狀物的尖端移向成形支撐桿101時嚙合一嚙合支撐桿105。該嚙合支撐桿105相對于成形支撐桿101是沿軸方向固定配置的。因此，在使用時，當該臂嚙合嚙合支撐桿時，該臂被限制朝向成形支撐桿101移動，通過執行機構131繼續使第三成形指狀物130朝向成形支撐桿101移動，這樣，引起成形指狀物130在樞軸137附近轉動。當第三成形指狀物130的尖端133靠近成形支撐桿101時，該尖端可因此沿一弓形路徑運動。在使用中，當金屬片圍繞成形支撐桿101彎曲時，這種運動可減少金屬片的任何扭折。
除成形臺102之外，該裝置還包括供料工具(未圖示)，用來將來自金屬帶供應源的金屬帶150供給給成形臺。提供一截斷器170(在圖6A到圖6G中示出)用來從金屬帶150截斷一段形成金屬片11。
該裝置也包括一操作工具用來傳送來自成形臺102的成形的管子。該操作工具包括一套爪組件160(圖7和圖8所示)用來一旦管子9形成，保持金屬片11處于管狀結構。
該套爪組件160包括三個扇形體161，在它們的中心形成一圓孔163用來容納管子9并輕輕地夾緊它。該套爪組件160可因此傳送管子9，基本上不會使它變形。想要釋放管子9時，扇形體161能夠移開以擴大孔163。套爪組件進一步包括一推桿165用于推動管子9使其不在被套爪組件夾緊。
為形成圖1到3所示的電極發射源組件，該裝置是這樣設置的套爪組件160把管子9的一端插入頂蓋13然后松開管子9。該管子9則能夠稍微展開以緊密地支撐在頂蓋13中。該裝置進一步包括一另外的操作工具(未圖示)，用來將頂蓋和管子傳送到一焊接臺(未圖示)，以便將它們固定在一起并將金屬片11固定成一管狀結構。
在一替換的實施例中，未圖示，該裝置可通過將一彎曲金屬片11傳送到焊接臺來把該金屬片固定為一管狀結構而形成一不具有頂蓋的管子9。
圖6A到圖6H很好的描述了管子的成形過程，這些圖用圖解的方法表現了成形指狀物的運動。
為了用金屬片11形成管子9，一段金屬帶首先被送到一成形臺102，該成形臺有成形支撐桿101和成形指狀物110，120，130，140，其大致布置如圖6A所示。
如圖6B所示，第一成形指狀物110朝向成形支撐桿101移動以處于一夾緊配置，在該夾緊位置，金屬帶150被夾在成形指狀物和成形支撐桿之間。當只有第一成形指狀物110處于夾緊配置時，該成形指狀物的尖端113上的叉尖117(定義為成形面115的邊緣)嚙合金屬帶150。因此金屬帶基本上不彎曲。金屬帶150夾緊在成形指狀物和成形支撐桿之間，截斷器170移到切削位置從金屬帶150截下一段形成一金屬片11，該金屬片基本上是平面并具有相對的第一和第二邊緣區域19，21。
如圖6C所示，截斷器170然后退回到非切削位置，并且第一成形指狀物110移動靠近成形支撐桿101以到達一纏繞位置。當成形指狀物處于纏繞位置時，金屬片的第一(內側)表面25被壓在成形支撐桿101上，金屬片的第二(外側)表面27被壓在第一個成形指狀物110的成形面115上。因此導致金屬片的中間區域卷繞在成形支撐桿101上。
然后，如圖6D所示，第二成形指狀物120移到一纏繞位置，在那里，金屬片11的第一邊緣區域被壓在成形支撐桿101的外表面和第二成形指狀物的成形面125之間。邊緣區域19因此卷繞在成形支撐桿101上。
接著，如圖6E所示，第三成形指狀物130移到一纏繞位置，在那里，金屬片11的進一步的中間區域被壓在成形支撐桿101的外表面和第二成形指狀物的成形面135之間。進一步的中間區域因此卷繞在成形支撐桿101上。在這時，第二成形指狀物120從與金屬片11的嚙合處移走，因此在隨后它不再干涉金屬片11其余部分的纏繞。
然后，如圖6F所示，第四成形指狀物140移到一纏繞位置，在那里，靠近金屬片11第二邊緣21a的區域被壓在成形支撐桿101的外表面103和第四成形指狀物的成形面145之間。金屬片11因此卷繞在成形支撐桿101上，這樣第二邊緣區域21重疊在第一邊緣區域19上。
為完成管子9，第二成形指狀物返回到纏繞位置，如圖6G所示，這樣，金屬片11的第二邊緣區域21被壓在成形支撐桿101的外表面103和第二成形指狀物的成形面145之間。金屬片11的第一邊緣區域19插入金屬片的第二邊緣區域21和成形支撐桿101之間，這樣金屬片11纏繞成一個管子9。
如圖6H所示，第一和第四成形指狀物110，140從與金屬片11的嚙合中退出，這樣，通過第二和第三成形指狀物120，130以及成形支撐桿101，金屬片11保持一管狀結構。
按照下面的步驟操作來形成一電極元件。
套爪組件160位于成形支撐桿上方，處于一種張開的結構狀態。然后成形支撐桿101基本上呈豎直上升，提起管子9部分地離開第二和第三成形指狀物120，130并且進入張開的套爪組件160的小孔163。第二和第三成形指狀物120，130然后離開管子9，管子9因此朝張開的套爪組件160稍微擴張。成形支撐桿101接著下降離開管子。然后套爪組件160閉合來縮小小孔163和管子9的直徑，使其稍微小于頂蓋13的直徑，管子9要插入頂蓋中。
套爪組件160接著把管子9傳送到頂蓋13，推桿165把管子9推進頂蓋13，套爪組件160張開以擴大小孔163并退回。按要求的長度把管子9推進頂蓋13以控制形成的管狀體3的整個長度，然后執行焊接操作。
一多晶金剛石支撐桿(未圖示)插入管狀體3的開口端，適合于管狀體3的全長，充當一加熱和汽化的散熱片。然后用一90％的氮和10％的氫或氬的氣體混合物，作為保護/還原氣體。
接著，同時形成三個穿過頂蓋13到達管子9的激光焊接點23，相隔120度，其中一個焊接點23集中在管子9的金屬片11的搭接邊19，21。然后，多晶金剛石支撐桿移離該組件。
接著，管狀體3的開口端利用兩個半圓控制口(未圖示)夾緊，以產生適當的直徑和形狀，并且垂直于管子9進行激光點焊，集中在金屬片11的搭接邊19，21，臨近開口的第二端7。
能夠理解的是，根據本發明的最優實施例的電極發射源組件是有益的，特別是相對于已知組件，它們可以有效率地生產，并且具有提高的使用壽命。
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權利要求
1.一種裝置，用于通過彎曲金屬片來形成管子，該裝置包括一成形臺，該成形臺包括一成形支撐桿和多數個成形指狀物，所述金屬片能夠纏繞在該成形支撐桿周圍，多數個成形指狀物呈放射狀間隔環繞在成形支撐桿周圍，并且能夠相對于成形支撐桿移動，用于將金屬片纏繞在成形支撐桿周圍。
2.如權利要求1所述的裝置，其中，該裝置包括第一、第二、第三和第四成形指狀物，每一成形指狀物能夠移動到一纏繞位置，在那里，使金屬片彎曲在成形支撐桿周圍。
3.根據權利要求1或2所述的裝置，其中，該裝置是這樣布置的在管子成形過程中，在任何給定時間，當金屬片卷繞在成形支撐桿上時，金屬片的一部分夾緊在成形支撐桿和成形指狀物之間。
4.根據權利要求1到3中任一權利要求所述的裝置，其中，該裝置包括供料工具，用來把金屬片供給給成形臺。
5.根據權利要求1到4中任一權利要求所述的裝置，其中，該裝置包括一截斷器，用來從金屬帶供給源中截斷一段金屬帶，提供能夠形成管子的金屬片。
6.根據權利要求5所述的裝置，其中，第一成形指狀物可移動到一夾緊位置，因此，它能夠將金屬帶夾緊到成形支撐桿上，基本上不使金屬帶變形而使其固定在適當的位置上，同時一段金屬帶被截斷器截斷而形成金屬片。
7.根據權利要求1到6任一權利要求所述的裝置，其中，第一成形指狀物將金屬片纏繞在成形支撐桿周圍，形成一U形弧。
8.根據前面任一權利要求所述的裝置，其中，一第二成形指狀物，用來嚙合金屬片的第一邊緣區域。
9.根據前面任一權利要求所述的裝置，其中，一第三成形指狀物，用來嚙合金屬片的中間區域和第二邊緣區域之間的部分，金屬片的中間區域由第一成形指狀物嚙合。
10.根據前面任一權利要求所述的裝置，其中，一第四成形指狀物，用來在靠近金屬片的第二邊緣區域的位置嚙合該金屬片。
11.根據前面任一權利要求所述的裝置，其中，該裝置是這樣布置的在第四成形指狀物嚙合金屬片之前，第二成形指狀物移離與金屬片的接觸，并且第一和第三成形指狀物保持與金屬片的接觸。
12.根據權利要求11所述的裝置，其中，該裝置是這樣設置的一旦第四成形指狀物處于纏繞位置，金屬片的第一和第二邊緣基本上彼此重疊。
13.根據權利要求12所述裝置，其中，該裝置是這樣設置的一旦第四成形指狀物已經移到纏繞位置，第二成形指狀物能夠返回到纏繞位置。
14.根據權利要求13所述的裝置，其中，通過第二成形指狀物，金屬片的第二邊緣區域能夠夾緊在第一邊緣區域上，以形成一圓周封閉的管子。
15.根據權利要求1到14中任一權利要求所述的裝置，其中，該裝置進一步包括操作工具，用來當一旦管子形成，成形指狀物移開嚙合時，保持該金屬片處于管狀結構。
16.根據權利要求15所述裝置，其中，操作工具包括一套爪組件，用來夾緊管子。
17.根據權利要求1到16中任一權利要求所述的裝置，其中，該裝置包括一焊接臺，在那里，彎曲的金屬片能夠被焊接固定為一管狀結構。
18.根據權利要求1到17中任一權利要求所述的裝置，其中，該裝置包括將頂蓋安裝到所述管子的一端，以形成一端封閉的管狀體的工具。
19.根據權利要求18所述的裝置，其中，該裝置的布置使得能在焊接臺上將管子焊接到頂蓋上。
20.根據權利要求18或19所述的裝置，其中，該裝置的布置能生產電極發射源組件。
21.根據權利要求20所述的裝置，其中，該裝置進一步包括將一芯柱固定到頂蓋的工具，或者該裝置的布置能控制一具有一芯柱固定在其上的頂蓋，這樣該裝置能夠生產電極。
22.一種裝置，用來形成基本上如附圖的圖4，圖5，圖6A到圖6H，圖7和圖8所描述的管子。
23.一種電極發射源組件，包括一開口的管子和一頂蓋，其中，該管子由一金屬片形成，該金屬片成形為管狀結構，該頂蓋安裝在管子上形成一端封閉的管狀體。
24.根據權利要求23所述的組件，其中，該組件的外徑介于0.5和5mm之間。
25.根據權利要求23或24所述的組件，其中，管子的長度至少5倍于它的直徑。
26.根據權利要求23到25中任一權利要求所述的組件，其中，形成管子時，金屬片的第一和第二邊緣區域按照管子周長的0.1％到10％重疊。
27.根據權利要求23到26中任一權利要求所述的組件，其中，頂蓋位于管子上方，按照管子長度的0.1到30％與管子的一端部區域重疊。
28.根據權利要求23到27中任一權利要求所述的組件，其中，該組件包括一個或多個焊接點把彎曲的金屬片固定為一管狀結構。
29.根據權利要求23到28中任一權利要求所述的組件，其中，頂蓋通過一個或多個焊接點固定到管子上。
30.根據權利要求23到29中任一權利要求所述的組件，其中，該管子包括一金屬片，該金屬片由純金屬組成。
31.根據權利要求23到29中任一權利要求所述的組件，其中，該管子包括一金屬片，該金屬片由合金組成。
32.根據權利要求23到31中任一權利要求所述的組件，其中，管子包括一金屬片，該金屬片是由從鎳(Ni)，鉬(Mo)，鈮(Nb)，鉭(Ta)和鎢(W)組成的族中挑選出來的金屬組成的。
33.根據權利要求23到32中任一權利要求所述的組件，其中，該頂蓋由純金屬組成。
34.根據權利要求23到32中任一權利要求所述的組件，其中，該頂蓋由合金組成。
35.根據權利要求23到34中任一權利要求所述的組件，其中，頂蓋是由從鎳(Ni)、鉬(Mo)、鈮(Nb)、鉭(Ta)和鎢(W)組成的族中挑選出來的金屬組成的。
36.根據權利要求23到35中任一權利要求所述的組件，其中，頂蓋和管子由相同的金屬組成。
37.根據權利要求23到35中任一權利要求所述的組件，其中，頂蓋和管子由不同的金屬組成。
38.根據權利要求23到37中任一權利要求所述的組件，其中，電極元件的內表面包含一表面覆蓋層。
39.根據權利要求38所述的組件，其中，管子由金屬片組成，該金屬片的第一面具有一表面覆蓋層，接著成形為一個管子，這樣，所說的第一面形成該管子的內表面。
40.根據權利要求23到37中任一權利要求所述的組件，其中，電極元件的外面包含一表面覆蓋層。
41.根據權利要求40所述的組件，其中，管子由金屬片組成，該金屬片的第二面具有一表面覆蓋層，接著成形為一個管子，這樣，所說的第二面形成該管子的外面。
42.根據權利要求38到41中任一權利要求所述的組件，其中，組成表面覆蓋層的金屬的活性比它所覆蓋的形成所述組件的金屬的活性高。
43.一電極發射源組件，實質上與附圖的圖1到圖3所描述的一樣。
44.一種電極，該電極包含根據權利要求23到43中任一權利要求所述的電極發射源組件，還包括附著于該電極發射源組件頂蓋的芯柱。
45.一種電氣裝置，該電氣裝置包括根據權利要求44所述的電極。
46.一種形成管子的方法，該方法包括將金屬片圍繞一成形支撐桿纏繞，這樣金屬片成為一與成形支撐桿外表面大體上相適應的管狀結構。
47.根據權利要求46所述的一種方法，其中，金屬片通過多數個成形指狀物卷繞在成形支撐桿上。
48.根據權利要求46或47所述的方法，其中，該方法包括將金屬片固定為管狀結構的步驟。
49.根據權利要求48所述的方法，其中，所述固定步驟包括以管狀結構將金屬片的邊緣焊接在一起。
50.根據權利要求48或49所述的方法，其中，所述固定步驟包括把一頂蓋安裝到管子上，使金屬片保持為管狀結構。
51.根據權利要求50所述的方法，其中，管子和頂蓋焊接在一起。
52.根據權利要求50或51所述的方法，其中，該方法包括形成一端封閉的管狀體。
53.根據權利要求52所述的方法，其中，通過該方法形成的管狀體包括根據權利要求23到43中任一權利要求所述的電極發射源組件。
54.根據權利要求53所述的方法，其中，一芯柱附著在為了制造電極的頂蓋上。
55.根據權利要求46到54中任一權利要求所述的方法，其中，該方法采用根據權利要求1到22中任一權利要求所述的裝置。
全文摘要
提供一種通過彎曲金屬片(11)來形成管子(9)的裝置(100)。該裝置(100)包括成形臺(102)，該成形臺(102)包括一成形支撐桿(101)和多數個成形指狀物(110，120，130，140)，金屬片(11)能夠圍繞成形支撐桿(101)纏繞，多數個成形指狀物(110，120，130，140)呈放射狀間隔布置在成形支撐桿(101)周圍并能相對于成形支撐桿(101)移動。還提供了電極發射源組件(1)，該組件(1)包括一端部開口的管子(9)和一頂蓋(13)，其中，管子(9)由形成為管狀結構的金屬片(11)形成。進一步的提供了電極、電氣裝置和形成管子的方法。
文檔編號H01J61/09GK101069256SQ200580040245
公開日2007年11月7日 申請日期2005年11月17日 優先權日2004年11月24日
發明者史蒂文·巴萊特·大衛, 約翰·霍頓·德里克 申請人:布萊克本微技術解決方案有限公司