专利名称：空心阴极及制造方法的改进的制作方法
技术领域：
本发明涉及电极、电极元件、包含电极的装置，还涉及制造电极、电极元件以及管子和管状体的方法，以及在所述方法中所使用的装置。
背景技术：
现有电极有许多结构和应用。例如冷阴极电极在照明应用上是有效的，包括用做LCD显示屏背光灯的冷阴极荧光灯(CCFL)。然而，这样的电极体积小，因此难以制造。
已知的电极包括钼并具有一管状体，该管状体一端封闭，并在此封闭端附着有一芯柱(或引线)。管状体由单一部件通过深冲压形成并因此可能具有许多缺陷。
深冲压效率低下，导致了原料的浪费，从而增加生产成本。另外，采用深冲压处理时，管状体的最大长度可能被限制为大约是管状体直径的5倍。然而，为了获得较长的电极寿命和较强的灯的亮度，具有较大表面面积的较长电极是合乎需要的。
为了改善电极性能和/或使用寿命，对管状体的内表面和/或外表面进行覆盖层是合乎需要的。然而，对管状体的内部进行覆盖层可能是困难的，特别是对长的管状体。
由此，需要一种替换电极及生产方法。
因此，本发明旨在提出至少一种现有技术有关的缺陷，无论是否在此讨论该现有技术。
发明内容
根据本发明第一方面，提供一种电极发射源组件，该电极发射源组件包括一开口的管子和一顶盖，其中，该管子由一金属片形成，该金属片成形为管状结构，该顶盖安装在管子上以形成一端封闭的管状体。
可把该金属片卷成管状结构，适宜地，把该金属片弯成管状结构。
适宜地，该管状体具有1到20倍于其直径的长度，优选地，具有3到15倍于其直径的长度，比如其长度大约为其直径的10倍。
适宜地，管子的长度至少5倍于其直径，比如至少6、7、8、9、10、11或12倍于其直径。这样的比例可以产生一个包含一个电极的电子管，该电极包括电极发射源组件，与采用已知电极的电子管相比，该电子管具有更长的使用寿命和/或更高的亮度。
适宜地，该电极发射源组件的外径介于0.5和5mm之间。
适宜地，该电极发射源组件的长度介于0.5和12mm之间。
适宜地，顶盖壳壁的厚度介于0.01和0.1mm之间，优选地，介于0.02和0.1mm之间，比如大约为0.055mm。
适宜地，金属片的厚度介于0.01和0.1mm之间，优选地，介于0.02和0.1mm之间，比如大约为0.08mm。该管子因此可以具有一厚度介于0.01和0.1mm之间的壳壁，优选地，介于0.02和0.1mm之间，比如大约为0.08mm。该壳壁的厚度可以是金属片重叠边缘厚度的两倍。
适宜地，该管子具有一大体呈圆形的断面。
适宜地，管子包括一弯曲金属片，该金属片在形成为管子之前大体上呈一平面。适宜地，管子包括一弯曲金属片，该金属片在形成为管子之前大体上呈长方形。
适宜地，当形成为管子时，金属片的相对的第一和第二边缘大体上彼此邻接放置。
适宜地，当形成为管子时，金属板的第一和第二边缘区域重叠。管子因此可以在接缝处具有一双倍的壳壁厚度，该接缝使管子围成圆筒状。
适宜地，金属片的第一和第二边缘区域按照周长的0.1％到10％重叠，比如按照0.5％到8％重叠。
适宜地，该顶盖包括一单一盖体。适宜地，顶盖通过深冲压形成，换句话说，顶盖可通过挤压形成。
适宜地，该顶盖包括一大概为圆柱形的中空型式。适宜地，顶盖包括一端封闭另一端开口的管子。
适宜地，该顶盖固定该弯曲金属片为管状结构。适宜地，顶盖设置成位于管子一端的上方，管子因此紧密地配合在其中。
适宜地，顶盖设置在管子的上方，如此，顶盖与管子的一端区域按照管子长度的0.1到30％重叠，优选地，按照管子长度的0.5到20％重叠，比如按照长度的2到15％重叠。
适宜地，该顶盖与管子的重叠部分介于0.1mm和10mm之间。适宜地，顶盖与管子的重叠部分至少为0.1mm，优选地，至少为0.3mm，比如至少为0.5mm。
顶盖与管子的重叠部分可设置一个电极发射源组件，当该电极发射源组件在一电极中用作一发射源时，该电极发射源组件在倾向于形成孔的区域具有双倍的壳壁厚度。与在其长度上完全具有单一壁厚的元件相比，这种结构可以因此形成具有较长使用寿命的电极元件。
适宜地，电极元件包括一个或多个焊接点来固定弯曲的金属片为一管状结构。适宜地，一个或多个焊接点连接金属片的重叠部分。适宜地，金属片的重叠部分是用激光焊在一起的。适宜地，该焊接为点焊。
适宜地，该顶盖通过一个或多个焊接点固定到管子上。适宜地，顶盖通过许多焊接点固定到管子上。适宜地，该管子和顶盖是用激光焊接在一起的。适宜地，该焊接为点焊。
适宜地，顶盖通过第一焊接点固定到管子上，该第一焊接点位于金属片的第一和第二边缘重叠以及管子和顶盖重叠的区域。适宜地，该管子和顶盖通过一个或多个更多的焊接点固定，优选地，通过分别位于第一焊接点两边的另外两个焊接点固定，该另外两个焊接点间隔90到120度，比如大约120度。
组成管子的金属片可以为纯金属。另外地，组成管子的金属片可以为合金。
适宜地，金属片的熔点高于1100℃。适宜地，金属片的热传导率介于0.2瓦特/cm2.℃和5.0瓦特/cm2.℃之间。适宜地，该金属片在环境温度下的线性膨胀系数介于1×10-6/℃和30×10-6/℃之间。
适宜地，组成管子的金属片由过渡金属组成。适宜地，组成金属片的金属是从由镍(Ni)，钼(Mo)，铌(Nb)，钽(Ta)和钨(W)组成的族中挑选出来的。适宜地，金属片由钼组成。另外地，金属片可以由至少一面进行过覆盖层处理的镍组成。
顶盖可以由纯金属组成。另外地，顶盖可以由合金组成。
适宜地，顶盖的熔点高于1100℃，顶盖的热传导率介于0.2瓦特/cm2.℃和5.0瓦特/cm2.℃之间。适宜地，在环境温度下，顶盖的线性膨胀系数介于1×10-6/℃和30×10-6/℃之间。适宜地，顶盖由过渡金属组成。顶盖可以由从镍(Ni)，钼(Mo)，铌(Nb)，钽(Ta)和钨(W)组成的族中挑选出来的金属组成。适宜地，顶盖由钼组成。
顶盖与管子可以由同一种金属组成。另外地，顶盖与管子可以由不同的金属组成。该管子和顶盖可以因此由不同的材料组成，这些材料是按照它们在整个电极元件组合中的特殊性质和功能特性来选择的。
电极元件的内表面可以包含一表面覆盖层。
该表面覆盖层可以设置在管子和顶盖上，或者仅设置在管子上或者仅设置在顶盖上。管子可以由金属片组成，该金属片的第一面具有一表面覆盖层，接着成型为一个管子，这样，所说的第一面形成为该管子的内表面。这样，可以形成一管状体，该管状体具有一有实质长度的管子，在该管子内部范围上大体均匀的覆盖层。
该表面覆盖层的设置用来提高电极元件的性能和/或使用寿命。
该表面覆盖层的厚度介于0.001mm到0.1mm之间.该表面覆盖层可以包含微米和/或毫微米大小的粒子以提高电极元件的表面面积。这可以使得采用包含该电极发射源组件的电极的电子管具有较高的亮度和/或较低的工作温度。
表面覆盖层由金属组成，该金属比它所覆盖的形成组件的金属具有较高的活性。具有较高活性的金属，对离子碰撞的抵抗力增加，和/或提高的电子发射性能，这是由于该金属具有较低的逸出功，和/或较高的导电性。表面覆盖层可以由钼或钨或其他的适当的元素或合金组成。电极发射源组件可以因此顶盖和/或管子形成，顶盖和/或管子由金属，比如镍组成，在其表面覆盖有更活泼但更昂贵的金属，比如钼或钨。这使得能更加经济地制造行之有效的电极。
表面覆盖层可以由具有低逸出功和或对离子轰击具有高阻抗的材料组成。比如表面覆盖层可以由石英或多晶硅组成。
电极元件的外面可以包含一表面覆盖层。
该表面覆盖层可以设置在管子和顶盖上，或者仅设置在管子上或者仅设置在顶盖上。
管子可以由金属片组成，该金属片的第二面具有一表面覆盖层，接着成型为一个管子，这样，所说的第二面形成该管子的外表面。
该表面覆盖层的设置用来提高电极元件的性能和/或使用寿命。
该表面覆盖层可以包含一覆盖层，该覆盖层和所描述的关于电极发射源组件内表面的覆盖层一样。
施加到外表面的表面覆盖层可以与施加到内表面的覆盖层相同，或者不相同。因此，施加到金属片的第二侧面的表面覆盖层可以与施加到金属片的第一侧面的表面覆盖层相同，或者不相同。
可以通过许多已知的方法将表面覆盖层施加到电极发射源组件的一部分，比如任何溅射镀膜、电化学沉积、金属有机物的汽相沉淀、原地沉淀、溶胶-凝胶过程、喷射、刷涂或滚涂均是适当的。
一旦施加该表面覆盖层后，在利用电极发射源组件的该部分来制造电极发射源组件之前，需要通过热和或化学处理将该表面覆盖层转换为一适当的金属形式。
管子可以由金属片组成，该金属片具有一表面覆盖层，在金属片形成管子之前，将表面覆盖层转变成一适当的金属形式。
根据本发明的第二方面，提供一种电极，该电极包含根据第一方面的电极发射源组件和附着于该电极发射源组件顶盖的芯柱。
该芯柱与顶盖一体形成.芯柱可焊接到顶盖上。
适宜地，该芯柱大体上平行于管子的轴线延伸。适宜地，管子和芯柱具有一大体上公共的轴线。
该芯柱可以由纯金属组成。另外，该芯柱可以由合金组成。
适宜地，该芯柱的熔点高于1100℃.适宜地，该芯柱的导热系数介于0.2瓦特/cm2.℃和5.0瓦特/cm2.℃之间。适宜地，在环境温度下，该芯柱的线性膨胀系数介于1×10-6/℃和30×10-6/℃之间。
适宜地，该芯柱由过渡金属组成。组成该芯柱的金属是从由镍(Ni)、钼(Mo)、铌(Nb)、钽(Ta)和钨(W)组成的族中挑选。该芯柱可以由科伐合金(一种铁、镍、钴和铬合金)组成。
适宜地，组成该芯柱的材料与组成顶盖的材料相同。
适宜地，该电极包括一安装在芯柱上的玻璃环。该玻璃环可以提供一固定点，通过该固定点，该电极可被固定在一个壳体内。
根据本发明的第三方面，提供一种包含根据本发明第二方面所述电极的电气装置。
该电气装置可以包括一发光装置。该电气装置可以包含一冷阴极荧光灯，比如用来作为用于LCD显示屏的背光灯。
根据本发明的第四方面，提供一种装置用于通过弯曲金属片来形成管子，该装置包括一成形台，该成形台包括一成形支撑杆和多数个成形指状物，所述金属片能够缠绕在该成形支撑杆周围，多数个成形指状物呈放射状间隔环绕在成形支撑杆周围并且相对于成形支撑杆能够移动，用于将金属片缠绕在成形支撑杆周围。
适宜地，该成形支撑杆由具有圆截面的圆柱体组成。适宜地，成形支撑杆的轴线竖直延伸布置。
适宜地，在该装置上，金属片相对于成形支撑杆大体成切线布置。
适宜地，各成形指状物可相对于成形支撑杆的轴线移动。
适宜地，该装置包括三个或更多个，比如四个或更多个成形指状物。适宜地，该装置仅包括四个成形指状物。
适宜地，该装置包括供料工具，用来将金属片供给给成形台。
适宜地，金属片由金属带组成。供料工具因此可以用来将金属带供给给成形台。适宜地，该装置包括一截断器，用于从金属带供给源中截断一段金属带来提供能够形成管子的金属片。
适宜地，该装置将来自金属带供给源的金属带供给给成形台，然后截断该金属带来提供一金属片，通过从金属带供给源隔断一段金属带，接着将金属片形成为管子。
适宜地，供料工具把金属带按与成形支撑杆大体成切线的方向供给到成形台。适宜地，该装置是这样布置的把金属带供给给成形台，金属带处于靠近成形支撑杆的位置，适宜地，距成形支撑杆5mm以内，优选地距成形支撑杆0.1mm以内。
适宜地，该装置是这样布置的当金属带供给到成形台时基本上不与成形支撑杆相接合。
适宜地，安排第一成形指状物沿大体上垂直于金属带供给给成形台的方向移动。
适宜地，第一成形指状物可大体上成直线移动。适宜地，第一成形指状物可大体上垂直于成形支撑杆的轴线移动。
适宜地，第一成形指状物可移动到一夹紧位置，因此，它能够将金属带夹紧到成形支撑杆上，基本上不使金属带变形而使其固定在适当的位置上。金属带因此固定在适当位置，同时一段金属带被截断器截断而形成金属片。
适宜地，该装置是这样布置的一旦一段金属带被截断器截断形成金属片，该金属片可被成形支撑杆和第一成形指状物固定在适当位置。
适宜地，该装置是这样布置的在管子成形过程中，在任何给定时间，当金属片卷绕在成形支撑杆上时，金属片的一部分夹紧在成形支撑杆和成形指状物之间。因此，该装置可设置得能精确地成形管子。
适宜地，第一成形指状物可移动到一缠绕位置，在那里，该第一成形指状物使金属片围绕成形支撑杆弯曲。适宜地，安排第一个成形指状物啮合金属片的中间区域。
适宜地，第一成形指状物的缠绕位置比夹紧位置更靠近成形支撑杆。当第一成形指状物处于缠绕位置时，金属片可因此仍夹紧在第一成形指状物和成形支撑杆之间。
适宜地，第一成形指状物包括具有一成形面的尖端。适宜地，该成形面由一凹入的圆弧组成，用来当处于缠绕位置时啮合金属片。
适宜地，该成形面由一大约180度的圆弧组成。
适宜地，该成形面大体上与成形支撑杆的外表面相适应。
适宜地，第一成形指状物将金属片缠绕在成形支撑杆周围，形成一U形弧，适宜地，该U形弧大约呈180度。
第一个成形指状物可安装在一执行机构上，该执行机构使第一个成形指状物相对于成形支撑杆的轴线呈直线移动。
适宜地，第一个成形指状物从它最初啮合金属片直到该金属片被缠绕成为一管子，一直保持与金属片的接触。
该装置可这样布置供给金属带并切断该金属带形成一切割边，与第一成形指状物的逆时针方向的侧面相比，该切割边更靠近第一成形指状物的顺时针方向的侧面。另外地，该装置可这样布置供给金属带并切断该金属带形成一切割边，与第一成形指状物的顺时针方向的侧面相比，该切割边更靠近第一成形指状物的逆时针方向的侧面。
这些成形指状物适宜顺序操作，它们的相对位置可取决于金属带供给的方向。为了方便起见，在这里所有的参考相对方向，与金属带从成形指状物的顺时针方向的侧面的供给情况有关。然而，包括在本发明当中的替换实施例是可以理解的。在该替换实施例中，金属带从成形指状物的逆时针方向的侧面供给。
适宜地，该装置包括一第二成形指状物。适宜地，第二成形指状物可大体上呈直线移动。适宜地，第二成形指状物可大体上垂直于成形支撑杆的轴线移动。
适宜地，第二成形指状物有具有一成形面的尖端。适宜地，该成形面由一凹入的圆弧组成。
适宜地，该成形面由一大约30度的圆弧组成。
适宜地，该成形面大体上与成形支撑杆的外表面相适应。
第二成形指状物可安装在一执行机构上，该执行机构使第二成形指状物相对于成形支撑杆的轴线呈直线移动。
适宜地，第二成形指状物的移动路径相对于第一成形指状物的移动路径呈70度到110度的放射状布置，比如，按照大约90度布置。适宜地，第二成形指状物相对于第一个成形指状物按照上述角度沿逆时针方向呈放射状布置。
适宜地，第二成形指状物的移动大体上垂直于第一成形指状物。
适宜地，第二成形指状物可移动到一缠绕位置，在那里，该第二成形指状物使金属片围绕成形支撑杆弯曲。适宜地，调整第二成形指状物啮合金属片的第一边缘区域。
适宜地，当第二成形指状物处于缠绕位置时，金属片夹紧在第二成形指状物和成形支撑杆之间。
适宜地，该装置包括一第三成形指状物。适宜地，第三成形指状物可相对于成形支撑杆沿轴向移动。适宜地，当第三成形指状物靠近成形支撑杆时，该第三成形指状物的尖端沿弓形路径移动。
适宜地，第三成形指状物的移动路径与第一和第二成形指状物的移动路径大体等距离间隔布置。
适宜地，第三成形指状物的移动路径相对于第一成形指状物的移动路径呈100度到160度的放射状布置，比如，按照大约130到140度布置。适宜地，第二成形指状物相对于第一个成形指状物按照上述角度沿顺时针方向呈放射状布置。
适宜地，第三成形指状物有具有一成形面的尖端。适宜地，该成形面由一凹入的圆弧组成。
适宜地，该成形面由一大约90度的圆弧组成。
适宜地，该成形面大体上与成形支撑杆的外表面相适应。
适宜地，第三成形指状物可移动到一缠绕位置，在那里，该第三成形指状物使金属片围绕成形支撑杆弯曲。适宜地，调整第三成形指状物使其与位于第一成形指状物啮合的中间区域和金属片的第二边缘区域之间的金属片啮合。
适宜地，当第三成形指状物处于缠绕位置时，金属片夹紧在第三成形指状物和成形支撑杆之间。
适宜地，该第三成形指状物大致垂直于成形支撑杆的轴线移动，但是当它靠近成形支撑杆时，它的尖端沿一弓形路径移动。第三成形指状物可转动地安装在一执行机构上，该执行机构使第三成形指状物相对于成形支撑杆的轴线呈直线移动。该第三成形指状物可枢装在执行机构上，并且该装置可包含一啮合销，用来啮合该第三成形指状物并当第三成形指状物靠近缠绕位置时使其相对于该执行机构回转运动。当第二成形指状物的顶端朝向成形支撑杆移动并相对于执行机构和成形支撑杆同时转动时，第二成形指状物的顶端可以因此沿着一弓形路径运动。这种动作可以降低当第三成形指状物啮合金属片时在金属片上引起扭折的危险。
适宜地，第三成形指状物从它最初啮合金属片直到该金属片被缠绕成为一管子，一直保持与金属片的接触。
适宜地，该第三成形指状物在第一和第二成形指状物移到它们的缠绕位置之后才移到它的缠绕位置。
另外地，该第三成形指状物可在第一成形指状物移到它的缠绕位置之后，第二成形指状物移到它的缠绕位置之前移到自己的缠绕位置。
适宜地，该装置包括一第四成形指状物。适宜地，第四成形指状物可大体上呈直线移动。适宜地，第四成形指状物可大体上垂直于成形支撑杆的轴线移动。
适宜地，该第四成形手指有一具有一成形面的尖端。适宜地，该成形面由一凹入的圆弧组成。
适宜地，该成形面由一大约呈70度的圆弧组成。
适宜地，该成形面与成形支撑杆的外表面大体上相适应。
第四成形指状物可安装在一执行机构上，该执行机构使第四成形指状物相对于成形支撑杆的轴线呈直线移动。
适宜地，该第四成形指状物的移动路径相对于第一成形指状物的移动路径按照100到150度的角度呈放射状布置，比如按照大约130到140度布置。适宜地第四成形指状物相对于第一成形指状物按照上述角度呈逆时针的方向布置。
适宜地，第四成形指状物可移动到一缠绕位置，在那里，该第四成形指状物使金属片围绕成形支撑杆弯曲。适宜地，调整第四成形指状物使其啮合金属片的第二边缘区域。
适宜地，该装置是这样设置的在第四成形指状物啮合金属片之前，第二成形指状物离开与金属片的接触。适宜地，第一和第三成形指状物保持与金属片的接触。
适宜地，当第四成形指状物处于缠绕位置时，金属片夹紧在第四成形指状物和成形支撑杆之间。
适宜地，该装置是这样设置的一旦第四成形指状物处于缠绕位置，金属片的第一和第二边缘基本上彼此重叠。
适宜地，该装置是这样设置的一旦第四成形指状物已经移到缠绕位置，第二成形指状物能够返回到缠绕位置。第二成形指状物可以因此使金属片的第二边缘区域缠绕在它的第一边缘区域上。第二边缘区域可夹紧在第一边缘区域上以形成一圆周封闭的管子。
适宜地，该装置进一步包括操作工具，当管子一旦形成，成形指状物移开啮合时，用来保持该金属片处于管状结构。
适宜地，该操作工具包括一套爪组件，用来夹紧管子。适宜地，该套爪组件啮合管子的外表面，基本上是管子的整个圆周。该套爪组件允许管子稍微松开以利索地脱离对成形支撑杆的缠绕。
适宜地，该装置包括一焊接台，在那里，弯曲的金属片可被焊接固定为管状结构。适宜地该焊接台包括用于激光焊接的工具。
该操作工具可把管子传递给焊接台。
适宜地，该装置包括将顶盖安设到管子的端部以形成一一端封闭的管状体的工具。
适宜地，该装置在管子被传递到焊接台之前安设顶盖。适宜地，顶盖在焊接台焊接到管子上。
适宜地，该操作工具使管子定位于顶盖中。套爪组件可稍微缩小管子的直径并把它插入到顶盖中然后允许管子稍微松开以紧密地支撑在顶盖中。然后，套爪组件松开管子。
接着，一另外的操作工具把管状体传递到焊接台。比如，顶盖可由一另外的操作工具握住，该另外的操作工具能够把顶盖和管子传递到焊接台。适宜地，该装置能够制造出与第一方面相一致的电极发射源组件。该装置可进一步包括用于把一芯柱固定到顶盖上的工具，或者该装置可控制具有一芯柱固定在其上的顶盖。装置可因此能够制造与第二方面相一致的电极。
根据本发明的第五个方面，提供一种形成管子的方法，该方法包括将金属片围绕一成形支撑杆缠绕，这样金属片成为一与成形支撑杆外表面大体上相适应的管状结构。
适宜地，该金属片通过多数个成形指状物围绕成形支撑杆缠绕。这些成形指状物可把金属片压向成形支撑杆以形成管子。
适宜地，成形支撑杆包括一大体上呈圆形的截面。另外地，成形指状物可包括一正方形，长方形或三角形横截面。
该金属一旦形成管状结构，它就基本上保持所述的结构。
该方法包括将管状结构的金属片进行固定的步骤。所述的固定步骤包括将管状结构的金属片的边缘焊接在一起。
可选择的，或者另外地，固定步骤包括将顶盖安设到管子上，这可使金属片保持为管状结构。管子和顶盖可焊接在一起。该方法可因此形成一端封闭的管状体。
根据该方法形成的管状体，可包含与第一个方面相一致的电极发射源组件。
一芯柱可附着于顶盖上，该方法可因此包含一制造电极的方法。
适宜地，该方法包括将金属片的中间区域围绕成形支撑杆缠绕，接着将该金属片的第一边缘区域围绕成形支撑杆缠绕，接着将该金属片的其余部分围绕成形支撑杆缠绕，这样，该金属片的第二边缘区域与第一边缘区域重叠，该金属片形成管子。
适宜地，该方法采用一与第四个方面相一致的装置。该方法可采用相当于与第四个方面有关的任何步骤。
下面借助于实例并参考附图对本发明进行说明，其中图1是一电极发射组件的透视图；图2是图1的电极发射组件的剖面图，显示了隐藏的部分；图3是图1的电极发射组件的端视图；图4是一组装装置成形台的俯视图；图5是图4的成形台的部分详细俯视图；图6A-H是管子成形操作的示意图；图7是操作工具的套爪组件的剖面图；图8是图7的夹着一管子的套爪组件的部分端视图；图9是包含图1到图3的电极发射源组件的冷-阴极荧光灯的剖面图。
具体实施例方式
如图1到图3所示，电极发射源组件1包括一管状体3，该管状体的第一端5是封闭的，与此相对的第二端7是开口的。管状体3包括一管子9和顶盖13，管子9由金属片11弯曲形成，管子9插入到顶盖13中。
顶盖13本身包括一一端封闭的管状体，该管状体由基础壁17和从该基础壁17延伸出的圆柱形壁15组成。
顶盖13由钼组成，并且通过深冲压形成。
金属片11由钼组成并且通过弯曲制成管子9。金属片11被弯曲，因此它的第一和第二边缘区域19，21重叠。金属片的第一面25形成电极发射源组件1的内表面29，第二面27形成电极发射源组件1的外表面31。
顶盖13和管子9在焊接点23进行激光焊接，以把顶盖13固定到管子9并保持金属片11处于管状结构。第一焊接点位于顶盖13和管子9的边缘区域19，21重叠的区域。另外两个焊接点间隔围绕在顶盖13与管子9相重叠的区域以内，因此这另外两个焊接点大约呈120度处在第一焊接点的两边。一另外的焊接点位于管状体3的第二端7，在边缘区域19，21重叠的区域以内。
电极发射源组件1的长度大约为5mm，直径大约为1mm。
图9所示为一包括电极203的冷阴极荧光灯201，电极203包括电极发射源组件1，每个电极203具有一芯柱205固定在其上。灯201包括一玻璃壳体(罩)207，芯柱205穿过它延伸。玻璃壳体207的内部具有一荧光物质层209，该壳体207被抽成真空并充有少量水银。
管子9可用图4和图5所说明的装置制作。
装置100包括一成形台102，该成形台包括一支撑杆101，该支撑杆具有一大体呈圆形的截面，并且该支撑杆取向为其轴线大体上呈竖直延伸。第一、第二、第三和第四成形指状物110、120、130、140布置在成形台102上的成形支撑杆101周围。各成形指状物110、120、130、140分别安装在执行机构111、121、131、141上，各执行机构使各成形指状物大体呈直线且垂直于成形支撑杆101的轴线移动。
各成形指状物110、120、130、140包括具有成形面115、125、135、145的各尖端113、123、133、143，所述成形面大概与成形支撑杆的外表面103相适应。
在使用时，成形指状物110、120、130、140可移动到缠绕位置，在那里，它们能够使金属片围绕成形支撑杆101弯曲。这些成形指状物围绕成形支撑杆101呈放射状互相间隔，这样，当处于缠绕位置时，它们的成形面形成一具有微小缺口的圆环围绕着成形支撑杆101。
除可相对于成形支撑杆101移动之外，第三成形指状物130也可相对于第三执行机构131转动。这是通过把第三成形指状物130安装在第三执行机构的枢轴137上实现的。第三成形指状物130也具有一臂139，用来当该成形指状物的尖端移向成形支撑杆101时啮合一啮合支撑杆105。该啮合支撑杆105相对于成形支撑杆101是沿轴方向固定配置的。因此，在使用时，当该臂啮合啮合支撑杆时，该臂被限制朝向成形支撑杆101移动，通过执行机构131继续使第三成形指状物130朝向成形支撑杆101移动，这样，引起成形指状物130在枢轴137附近转动。当第三成形指状物130的尖端133靠近成形支撑杆101时，该尖端可因此沿一弓形路径运动。在使用中，当金属片围绕成形支撑杆101弯曲时，这种运动可减少金属片的任何扭折。
除成形台102之外，该装置还包括供料工具(未图示)，用来将来自金属带供应源的金属带150供给给成形台。提供一截断器170(在图6A到图6G中示出)用来从金属带150截断一段形成金属片11。
该装置也包括一操作工具用来传送来自成形台102的成形的管子。该操作工具包括一套爪组件160(图7和图8所示)用来一旦管子9形成，保持金属片11处于管状结构。
该套爪组件160包括三个扇形体161，在它们的中心形成一圆孔163用来容纳管子9并轻轻地夹紧它。该套爪组件160可因此传送管子9，基本上不会使它变形。想要释放管子9时，扇形体161能够移开以扩大孔163。套爪组件进一步包括一推杆165用于推动管子9使其不在被套爪组件夹紧。
为形成图1到3所示的电极发射源组件，该装置是这样设置的套爪组件160把管子9的一端插入顶盖13然后松开管子9。该管子9则能够稍微展开以紧密地支撑在顶盖13中。该装置进一步包括一另外的操作工具(未图示)，用来将顶盖和管子传送到一焊接台(未图示)，以便将它们固定在一起并将金属片11固定成一管状结构。
在一替换的实施例中，未图示，该装置可通过将一弯曲金属片11传送到焊接台来把该金属片固定为一管状结构而形成一不具有顶盖的管子9。
图6A到图6H很好的描述了管子的成形过程，这些图用图解的方法表现了成形指状物的运动。
为了用金属片11形成管子9，一段金属带首先被送到一成形台102，该成形台有成形支撑杆101和成形指状物110，120，130，140，其大致布置如图6A所示。
如图6B所示，第一成形指状物110朝向成形支撑杆101移动以处于一夹紧配置，在该夹紧位置，金属带150被夹在成形指状物和成形支撑杆之间。当只有第一成形指状物110处于夹紧配置时，该成形指状物的尖端113上的叉尖117(定义为成形面115的边缘)啮合金属带150。因此金属带基本上不弯曲。金属带150夹紧在成形指状物和成形支撑杆之间，截断器170移到切削位置从金属带150截下一段形成一金属片11，该金属片基本上是平面并具有相对的第一和第二边缘区域19，21。
如图6C所示，截断器170然后退回到非切削位置，并且第一成形指状物110移动靠近成形支撑杆101以到达一缠绕位置。当成形指状物处于缠绕位置时，金属片的第一(内侧)表面25被压在成形支撑杆101上，金属片的第二(外侧)表面27被压在第一个成形指状物110的成形面115上。因此导致金属片的中间区域卷绕在成形支撑杆101上。
然后，如图6D所示，第二成形指状物120移到一缠绕位置，在那里，金属片11的第一边缘区域被压在成形支撑杆101的外表面和第二成形指状物的成形面125之间。边缘区域19因此卷绕在成形支撑杆101上。
接着，如图6E所示，第三成形指状物130移到一缠绕位置，在那里，金属片11的进一步的中间区域被压在成形支撑杆101的外表面和第二成形指状物的成形面135之间。进一步的中间区域因此卷绕在成形支撑杆101上。在这时，第二成形指状物120从与金属片11的啮合处移走，因此在随后它不再干涉金属片11其余部分的缠绕。
然后，如图6F所示，第四成形指状物140移到一缠绕位置，在那里，靠近金属片11第二边缘21a的区域被压在成形支撑杆101的外表面103和第四成形指状物的成形面145之间。金属片11因此卷绕在成形支撑杆101上，这样第二边缘区域21重叠在第一边缘区域19上。
为完成管子9，第二成形指状物返回到缠绕位置，如图6G所示，这样，金属片11的第二边缘区域21被压在成形支撑杆101的外表面103和第二成形指状物的成形面145之间。金属片11的第一边缘区域19插入金属片的第二边缘区域21和成形支撑杆101之间，这样金属片11缠绕成一个管子9。
如图6H所示，第一和第四成形指状物110，140从与金属片11的啮合中退出，这样，通过第二和第三成形指状物120，130以及成形支撑杆101，金属片11保持一管状结构。
按照下面的步骤操作来形成一电极元件。
套爪组件160位于成形支撑杆上方，处于一种张开的结构状态。然后成形支撑杆101基本上呈竖直上升，提起管子9部分地离开第二和第三成形指状物120，130并且进入张开的套爪组件160的小孔163。第二和第三成形指状物120，130然后离开管子9，管子9因此朝张开的套爪组件160稍微扩张。成形支撑杆101接着下降离开管子。然后套爪组件160闭合来缩小小孔163和管子9的直径，使其稍微小于顶盖13的直径，管子9要插入顶盖中。
套爪组件160接着把管子9传送到顶盖13，推杆165把管子9推进顶盖13，套爪组件160张开以扩大小孔163并退回。按要求的长度把管子9推进顶盖13以控制形成的管状体3的整个长度，然后执行焊接操作。
一多晶金刚石支撑杆(未图示)插入管状体3的开口端，适合于管状体3的全长，充当一加热和汽化的散热片。然后用一90％的氮和10％的氢或氩的气体混合物，作为保护/还原气体。
接着，同时形成三个穿过顶盖13到达管子9的激光焊接点23，相隔120度，其中一个焊接点23集中在管子9的金属片11的搭接边19，21。然后，多晶金刚石支撑杆移离该组件。
接着，管状体3的开口端利用两个半圆控制口(未图示)夹紧，以产生适当的直径和形状，并且垂直于管子9进行激光点焊，集中在金属片11的搭接边19，21，临近开口的第二端7。
能够理解的是，根据本发明的最优实施例的电极发射源组件是有益的，特别是相对于已知组件，它们可以有效率地生产，并且具有提高的使用寿命。
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本发明不限于前述实施例的细节。本发明延伸至本说明书(包括任何从属专利范围，摘要和附图)所揭露的特征的任何新的发明，或任何新的组合，或延伸至所揭露的所有方法或工序的步骤的任何新的发明，或新的组合。
权利要求
1.一种装置，用于通过弯曲金属片来形成管子，该装置包括一成形台，该成形台包括一成形支撑杆和多数个成形指状物，所述金属片能够缠绕在该成形支撑杆周围，多数个成形指状物呈放射状间隔环绕在成形支撑杆周围，并且能够相对于成形支撑杆移动，用于将金属片缠绕在成形支撑杆周围。
2.如权利要求1所述的装置，其中，该装置包括第一、第二、第三和第四成形指状物，每一成形指状物能够移动到一缠绕位置，在那里，使金属片弯曲在成形支撑杆周围。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其中，该装置是这样布置的在管子成形过程中，在任何给定时间，当金属片卷绕在成形支撑杆上时，金属片的一部分夹紧在成形支撑杆和成形指状物之间。
4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的装置，其中，该装置包括供料工具，用来把金属片供给给成形台。
5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的装置，其中，该装置包括一截断器，用来从金属带供给源中截断一段金属带，提供能够形成管子的金属片。
6.根据权利要求5所述的装置，其中，第一成形指状物可移动到一夹紧位置，因此，它能够将金属带夹紧到成形支撑杆上，基本上不使金属带变形而使其固定在适当的位置上，同时一段金属带被截断器截断而形成金属片。
7.根据权利要求1到6任一权利要求所述的装置，其中，第一成形指状物将金属片缠绕在成形支撑杆周围，形成一U形弧。
8.根据前面任一权利要求所述的装置，其中，一第二成形指状物，用来啮合金属片的第一边缘区域。
9.根据前面任一权利要求所述的装置，其中，一第三成形指状物，用来啮合金属片的中间区域和第二边缘区域之间的部分，金属片的中间区域由第一成形指状物啮合。
10.根据前面任一权利要求所述的装置，其中，一第四成形指状物，用来在靠近金属片的第二边缘区域的位置啮合该金属片。
11.根据前面任一权利要求所述的装置，其中，该装置是这样布置的在第四成形指状物啮合金属片之前，第二成形指状物移离与金属片的接触，并且第一和第三成形指状物保持与金属片的接触。
12.根据权利要求11所述的装置，其中，该装置是这样设置的一旦第四成形指状物处于缠绕位置，金属片的第一和第二边缘基本上彼此重叠。
13.根据权利要求12所述装置，其中，该装置是这样设置的一旦第四成形指状物已经移到缠绕位置，第二成形指状物能够返回到缠绕位置。
14.根据权利要求13所述的装置，其中，通过第二成形指状物，金属片的第二边缘区域能够夹紧在第一边缘区域上，以形成一圆周封闭的管子。
15.根据权利要求1到14中任一权利要求所述的装置，其中，该装置进一步包括操作工具，用来当一旦管子形成，成形指状物移开啮合时，保持该金属片处于管状结构。
16.根据权利要求15所述装置，其中，操作工具包括一套爪组件，用来夹紧管子。
17.根据权利要求1到16中任一权利要求所述的装置，其中，该装置包括一焊接台，在那里，弯曲的金属片能够被焊接固定为一管状结构。
18.根据权利要求1到17中任一权利要求所述的装置，其中，该装置包括将顶盖安装到所述管子的一端，以形成一端封闭的管状体的工具。
19.根据权利要求18所述的装置，其中，该装置的布置使得能在焊接台上将管子焊接到顶盖上。
20.根据权利要求18或19所述的装置，其中，该装置的布置能生产电极发射源组件。
21.根据权利要求20所述的装置，其中，该装置进一步包括将一芯柱固定到顶盖的工具，或者该装置的布置能控制一具有一芯柱固定在其上的顶盖，这样该装置能够生产电极。
22.一种装置，用来形成基本上如附图的图4，图5，图6A到图6H，图7和图8所描述的管子。
23.一种电极发射源组件，包括一开口的管子和一顶盖，其中，该管子由一金属片形成，该金属片成形为管状结构，该顶盖安装在管子上形成一端封闭的管状体。
24.根据权利要求23所述的组件，其中，该组件的外径介于0.5和5mm之间。
25.根据权利要求23或24所述的组件，其中，管子的长度至少5倍于它的直径。
26.根据权利要求23到25中任一权利要求所述的组件，其中，形成管子时，金属片的第一和第二边缘区域按照管子周长的0.1％到10％重叠。
27.根据权利要求23到26中任一权利要求所述的组件，其中，顶盖位于管子上方，按照管子长度的0.1到30％与管子的一端部区域重叠。
28.根据权利要求23到27中任一权利要求所述的组件，其中，该组件包括一个或多个焊接点把弯曲的金属片固定为一管状结构。
29.根据权利要求23到28中任一权利要求所述的组件，其中，顶盖通过一个或多个焊接点固定到管子上。
30.根据权利要求23到29中任一权利要求所述的组件，其中，该管子包括一金属片，该金属片由纯金属组成。
31.根据权利要求23到29中任一权利要求所述的组件，其中，该管子包括一金属片，该金属片由合金组成。
32.根据权利要求23到31中任一权利要求所述的组件，其中，管子包括一金属片，该金属片是由从镍(Ni)，钼(Mo)，铌(Nb)，钽(Ta)和钨(W)组成的族中挑选出来的金属组成的。
33.根据权利要求23到32中任一权利要求所述的组件，其中，该顶盖由纯金属组成。
34.根据权利要求23到32中任一权利要求所述的组件，其中，该顶盖由合金组成。
35.根据权利要求23到34中任一权利要求所述的组件，其中，顶盖是由从镍(Ni)、钼(Mo)、铌(Nb)、钽(Ta)和钨(W)组成的族中挑选出来的金属组成的。
36.根据权利要求23到35中任一权利要求所述的组件，其中，顶盖和管子由相同的金属组成。
37.根据权利要求23到35中任一权利要求所述的组件，其中，顶盖和管子由不同的金属组成。
38.根据权利要求23到37中任一权利要求所述的组件，其中，电极元件的内表面包含一表面覆盖层。
39.根据权利要求38所述的组件，其中，管子由金属片组成，该金属片的第一面具有一表面覆盖层，接着成形为一个管子，这样，所说的第一面形成该管子的内表面。
40.根据权利要求23到37中任一权利要求所述的组件，其中，电极元件的外面包含一表面覆盖层。
41.根据权利要求40所述的组件，其中，管子由金属片组成，该金属片的第二面具有一表面覆盖层，接着成形为一个管子，这样，所说的第二面形成该管子的外面。
42.根据权利要求38到41中任一权利要求所述的组件，其中，组成表面覆盖层的金属的活性比它所覆盖的形成所述组件的金属的活性高。
43.一电极发射源组件，实质上与附图的图1到图3所描述的一样。
44.一种电极，该电极包含根据权利要求23到43中任一权利要求所述的电极发射源组件，还包括附着于该电极发射源组件顶盖的芯柱。
45.一种电气装置，该电气装置包括根据权利要求44所述的电极。
46.一种形成管子的方法，该方法包括将金属片围绕一成形支撑杆缠绕，这样金属片成为一与成形支撑杆外表面大体上相适应的管状结构。
47.根据权利要求46所述的一种方法，其中，金属片通过多数个成形指状物卷绕在成形支撑杆上。
48.根据权利要求46或47所述的方法，其中，该方法包括将金属片固定为管状结构的步骤。
49.根据权利要求48所述的方法，其中，所述固定步骤包括以管状结构将金属片的边缘焊接在一起。
50.根据权利要求48或49所述的方法，其中，所述固定步骤包括把一顶盖安装到管子上，使金属片保持为管状结构。
51.根据权利要求50所述的方法，其中，管子和顶盖焊接在一起。
52.根据权利要求50或51所述的方法，其中，该方法包括形成一端封闭的管状体。
53.根据权利要求52所述的方法，其中，通过该方法形成的管状体包括根据权利要求23到43中任一权利要求所述的电极发射源组件。
54.根据权利要求53所述的方法，其中，一芯柱附着在为了制造电极的顶盖上。
55.根据权利要求46到54中任一权利要求所述的方法，其中，该方法采用根据权利要求1到22中任一权利要求所述的装置。
全文摘要
提供一种通过弯曲金属片(11)来形成管子(9)的装置(100)。该装置(100)包括成形台(102)，该成形台(102)包括一成形支撑杆(101)和多数个成形指状物(110，120，130，140)，金属片(11)能够围绕成形支撑杆(101)缠绕，多数个成形指状物(110，120，130，140)呈放射状间隔布置在成形支撑杆(101)周围并能相对于成形支撑杆(101)移动。还提供了电极发射源组件(1)，该组件(1)包括一端部开口的管子(9)和一顶盖(13)，其中，管子(9)由形成为管状结构的金属片(11)形成。进一步的提供了电极、电气装置和形成管子的方法。
文档编号H01J61/09GK101069256SQ200580040245
公开日2007年11月7日 申请日期2005年11月17日 优先权日2004年11月24日
发明者史蒂文·巴莱特·大卫, 约翰·霍顿·德里克 申请人:布莱克本微技术解决方案有限公司