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Verfahren zur Befestigung einer Elektrode innerhalb einer Frontplattenschüssel einer Kathodenstrahlröhre
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der und der vierte Bolzen so angeordnet sein, dass sie genau aufeinander abgestimmt sind, wenn die Maske sich in einer eindeutigen Lage durch die andern drei Stützen befindet. Die Herstellungstoleranzen bekannter, oben beschriebener Verfahren gestatten keine so genaue Ausrichtung.
Werden die Bolzen an der Frontplattenschüssel gemäss dem vorliegenden Verfahren befestigt, kann die Maskenelektrode und die Schüssel bezüglich der Temperaturen, denen sie während des folgenden Herstellungsvorganges und während des Betriebes ausgesetzt sind, vollständig wärmestabilisiert werden.
Eine vollständige Wärmestabilisierung sowohl der Maske als auch der Frontplattenschüssel ist deshalb von besonderem Vorteil, da bei der Schirmmaskenkathodenstrahlröhre mit einem grossen Ablenkwinkel die punktähnliche Phosphorauflage einen Durchmesser von 0, 425 mm aufweist und durch einen Elektronenstrahl erregt wird, welcher einen Elektronenfleck von etwa 0, 3 mm Durchmesser auf dem Phosphorpunkt ergibt. Selbst dann, wenn der Elektronenfleck auf den Phosphorpunkt genau auszentriert ist, ergibt sich lediglich eine Toleranz in der Grössenordnung von 0,05 bis 0,0125 mm für das FleckPunktregister. In der Praxis wird der Elektronenfleck nicht genau mit dem Phosphorpunkt auszentriert sein und die Toleranz für das Fleck-Punktregister wird in der Grössenordnung von 0,025 mm liegen.
Eine jede Verschiebung der Maske und des Schirmes während der Aufbringung des Schirmes oder während des Betriebes der fertiggestellten Röhre durch Erwärmung und Spannungen, welche nach Aufbringung des Phosphorschirmes auftreten, können eine Verschiebung des Registers zwischen Phosphorpunkt und Elektronenfleck bewirken. Ist jedoch die Röhre wärmestabilisiert, treten keine inneren Spannungen auf, die eine Veränderung des Registers des Phosphorpunktes und des Elektronenfleckes herbeiführen könnten.
Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen Fig. 1 einen Grundriss einer Ausführungsform einer Frontplattenschüssel einer Kathodenstrahlröhre und eine mit unzähligen Löchern versehene Maskenelektrode zusammen mit einer Distanzvorrichtung zeigt, welche in Übereinstimmung mit der Erfindung verwendet wird ; Fig. 2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 in Fig. l ; Fig. 3 eine vergrösserte Ansicht eines Teiles der Röhre entsprechend der Linie 3-3 in der Fig. l und die Fig. 4 und 5 Schnittansichten von Bolzen, durch die die Maske der Fig. l befestigt wird und aus denen verschiedene Verfahrensabschnitte und Stufen bei der Befestigung der Bolzen an der Schüssel ersichtlich sind.
Die aus den Zeichnungen ersichtliche Frontplattenschüssel 10 aus Glas besteht im allgemeinen aus einer rechteckigen Frontplatte 12 und einer Seitenwand 14, welche sich von der Frontplatte aus erstreckt. Die Frontplatte 12 ist vorzugsweise gekrümmt und besitzt beispielsweise einen sphäri- schen Verlauf. Eine Anzahl von Bolzen 16 zur Befestigung der Elektrode werden an der Innenfläche der Seitenwand 14 angebracht, vorzugsweise je einer nahe des Mittelpunktes der beiden Längsseiten 18 und der beiden kürzeren Seiten 20. Wie am besten aus den Fig. 3, 4 und 5 ersichtlich, besteht ein jeder Bolzen 16 aus einem hohlen schalenförmigen Element mit einem konisch verlaufenden Ende 22, welches den Boden der Schale bildet.
Eine Schattenmaskenelektrode 24, welche innerhalb der Frontplattenschüssel 10 angeordnet ist, umfasst einen Rahmen 26, eine Maske 28 und eine Anzahl von blattfederförmigen Tragelementen 30. Der Rahmen 26 weist einen geschlossenen, im allgemeinen rechteckigen Rand mit einem L-förmigen Querschnitt auf. Die Maske 28 besteht aus einer flachen, schlüsselartigen, mit einer Unzahl von Löchern versehenen Metallplatte, welche am Rahmen 26 befestigt ist. Die Maske 28 besitzt einen Oberflächenverlauf, welcher annähernd mit dem der Frontplatte 12 übereinstimmt. Jede Blattfeder 30 (s. insbesondere Fig. l) ist an einem Ende an die Seite des Rahmen-Mas- ke- Aufbaus 26 - 28 befestigt und am gegenüberliegenden Ende von der Seite des Rahmen-MaskeAufbaus radial nach aussen versetzt und mit einer Öffnung 32 versehen.
Die Öffnung 32 ist vorzugsweise dreieckig ausgebildet (Fig. 3). Die Federn sind so angeordnet, dass die Öffnungen 32 die konischen Enden 22 der Bolzen 16 an drei Berührungspunkten (oder drei flächenartigen Kontaktstellen) aufnehmen.
Bevor die Bolzen 16 auf der Schüsselseitenwand 14 aufgebracht werden, erfolgt eine Vorbehandlung der Bolzen, bei der sie mit einem Bindemittel, beispielsweise mit einer entglasbaren Glasfritte versehen werden. In Übereinstimmung mit einer bevorzugten Vorgangsweise werden die schalenförmigen Bolzen 16 mit einer Aufschlämmung von Glasfritte gefüllt, welche in einem Bindemittel (z. B. Nitrocellulose) suspendiert ist. Der Bolzen 16 und die Aufschlämmung aus Fritte werden dann auf die entsprechende Temperatur erhitzt, um das Bindemittel zu entfernen und die Fritte zu erweichen und eine Glasbildung und ein Anhaften an der Innenwand des Bolzens zu bewirken.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, wird soviel Fritte 34 verwendet, dass der Schalenabschnitt des Bolzens im wesentlichen gefüllt ist, wenn die Fritte gegen den Bolzen 16 verglast und geringfügig über das offene Ende des Bol-
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zens in einen flachen Mund 36 hervorragt.
Die Schattenmaskenelektrode 24, welche den Rahmen 26, die Maske 28 und Stützfedern 30 einschliesst, wird als Einheit auf die Oberfläche der Distanzvorrichtung 38 innerhalb einer Frontplattenschüssel aufgesetzt. Eine solche Vorgangsweise ermöglicht eine äusserst genaue und spannungsfreie Anordnung. Die Schüssel kann mit ihrer Öffnung nach aufwärts aufgestellt sein (Fig. 2), so dass die Schwerkraft die Maskenelektrode 24 gegen die Distanzvorrichtung 38 und die Distanzvorrichtung gegen die Schüssel 10 drückt. Die Distanzvorrichtung 38 umfasst ein T-förmiges Glied mit drei Armen 39,40, 41, welche sich gegen die Schüsselseitenwand 14 erstrecken. Distanzstücke 42 werden nahe der Enden der Arme 39,40 und 41 vorgesehen und sind so angeordnet, dass sie die Frontplatte 12 berühren.
Stützhalter 44 für die Maske werden an den Enden der Distanzarme 39,40, 41 angebracht, um die Maskenelektrode 24 im gewünschten Abstand zur Frontplatte 12 zu halten.
Wenn es gewünscht wird, kann die Schüssel 10, die Distanzvorrichtung 38 und die Maskenelektrode 24 so eingesetzt werden, dass die Maskenelektrode gestützt wird und die Schüssel darauf ruht.
Befindet sich die Maskenelektrode 24 innerhalb der Frontplattenschüssel 10, werden die mit Fritte beschichteten Bolzen (Fig. 4) zwischen den Stützfedern 30 und der Schüsselwand 14 so eingesetzt, dass die konischen Enden 22 von den Öffnungen 32 der Stützfedern aufgenommen werden und der Frittenmund 36 die Innenfläche der Schüsselseitenwand 14 berührt. Bei einer solchen Anornung werden die beschichteten Bolzen durch die Stützfedern 30 gegen die Schüsselseitenwand gedrückt.
Der gesamte Aufbau aus Frontplattenschüssel 10, Maskenelektrode 24 und Bolzen 16 wird dann erwärmt, um die Beschichtung auf dem Bolzen 16 zu erweichen. Der Zeit- und Temperaturablauf zur Erweichung der Fritte ist von der Art der verwendeten Fritte abhängig. Nachdem die Fritte sich erweicht hat und mit den Bolzen 16 an die Schüsselseitenwand 14 angepresst wurde, kann die Fritte erhärten und die Bolzen an der Schüsselseitenwand befestigen.
Im Falle einer entglasbaren Fritte erfolgt die Verfestigung der Fritte bei erhöhter Temperatur. Eine entglasbare Fritte wird deshalb bevorzugt, da sie eine genügende Widerstandsfähigkeit gegenüber höheren Temperaturen aufweist, die bei der späteren Behandlung der Kathodenstrahlröhre auftreten. Im Falle einer nichtentglasbaren Fritte wird der Aufbau aus Frontplattenschüssel, Maskenelektrode und Bolzen gekühlt, um eine Verfestigung der Fritte zu erreichen.
Das oben beschriebene Verfahren zur Anbringung der Bolzen 16 auf der Schüssel 10 kann verwendet werden, um entweder sämtliche Bolzen oder nur einen Teil von ihnen auf der Frontplattenschüssel zu befestigen. Beispielsweise werden in einer Schüssel mit vier Bolzen drei von ihnen durch ein bekanntes Verfahren auf der Schüssel befestigt und die Maskenelektrode mit ihren vier Stützfedern versehen. Die Maske wird dann in der Schüssel auf den drei bestehenden Bolzen aufgesetzt und der vierte Bolzen auf die vorhin beschriebene Weise auf der Schüssel aufgefrittet. Bei einer solchen Vorgangsweise kann die Distanzvorrichtung entfallen, da die Maske in der Schüssel auf den drei bestehenden Bolzen während des Auffrittens des vierten Bolzens festgehalten wird.
Wird wenigstens ein Bolzen, wie oben beschrieben, auf die Schüssel aufgefrittet, dann kann sowohl die Maske 24 als auch die Schüssel 10 gleichzeitig auf eine wärmestabilisierende Temperatur gebracht werden, die gleich oder höher ist als die während des folgenden Verfahrens oder während des Betriebes der Röhre erreichte Temperatur. Diese wärmestabilisierende Erwärmung bewirkt eine Entspannung in der Maske und der Schüssel und bewirkt dadurch ein entspannendes, nochmaliges, geringfügiges Umformen der Maske und der Schüssel. Eine fortlaufende Erwärmung der Maske und der Schüssel bewirkt keine bedeutende zusätzliche Entspannung und keine Umformung der Maske und der Schüssel, solange die fortlaufende Erwärmung die Maske und die Schüssel nicht auf eine Temperatur bringt, die über der wärmestabilisierenden Temperatur liegt.
Die Maske und die Schüssel kann für die folgenden Verfahrensschritte und für den Betrieb der Röhre als vollständig wärmestabilisiert angenommen werden.
Im Gegensatz zur gemeinsamen Wärmestabilisierung der Maske und der Schüssel kann die Schüssel durch eine gesonderte Erwärmung selbständig wärmestabilisiert werden. Beispielsweise ist es wünschenswert und zweckmässig, die Wärmestabilisierung bereits durch den Hersteller der Schüssel durchführen zu lassen. Im Falle, dass eine zusätzliche Wärmestabilisierung der Schüssel vorgenommen wird, hat diese bei einer Temperatur zu erfolgen, welche gleich oder höher liegt als die durch den Röhrenerzeuger angewendete.
Bei Aufbringung der Bolzen auf die Schüssel kann es unerwünscht sein, eine gleiche bzw. höhere
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Temperatur anzuwenden als jene, welche im weiteren Verlauf auftritt. In einem solchen Fall muss eine getrennte Erwärmung der Maske und der Schüssel vor Aufbringung des Phosphorschirmes erfolgen, um die
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lauf des Herstellungsverfahrens verhindert.
Die Fritte 34 kann, wie aus Fig. 5 ersichtlich, als Knopf 46 vorgesehen werden. Der Knopf 46 wird in den schüsselförmigen Bolzen 16 dann eingelegt, wenn der Bolzen von den Öffnungen 32 der Stützfeder 30 aufgenommen wird. Die Fritteknöpfe werden innerhalb der Bolzen durch den Federdruck, welcher gegen die Schüsselseitenwand 14 drückt. festgehalten. Das Abbinden der Fritte erfolgt gleich- zeitig sowohl am Bolzen als auch an der Seitenwand 14, wenn der Aufbau erwärmt wird.
Der Frittenknopf kann auch im Bolzen vor Anordnung des Bolzens innerhalb der Federöffnung erhitzt werden, um die Fritte des Knopfes zu verglasen (Fig. 4).
Eine andere Abänderung besteht darin, die Fritte auf die Schüsselseitenwand aufzubringen. Die Bolzen mit oder ohne einer Frittebeschichtung werden dann gegen die befritteten Flächen der Seitenwand gedrückt. Bei dieser Abänderung ist es vorzuziehen, einen festen Bolzen bzw. einen Bolzen mit einem geschlossenen flachen Ende der Seitenwand 14 benachbart vorzusehen. Bei dieser Ausführungsform kann die Fritte in Form eines Klebebandes vorgesehen werden, welches die Fritte in einem erstarrten organischen Bindemittel, etwa Nitrocellulose, suspendiert enthält. Wird die Fritte als Band vorgesehen, wird sie auf die Schüsselseitenwand 14 auf eine Fläche aufgebracht, die grösser ist als die des Bolzens.
Eine solche grossflächige Aufbringung der Fritte bewirkt vorteilhafterweise eine Verminderung der Spannungen in der Verbindung zwischen Bolzen und Schüssel.
In Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der Erfindung können die Bolzen 16 aus rostfreiem Stahl bestehen. Bei Verwendung der oben beschriebenen entglasenden Fritte erfolgt die Beschichtung der Bolzen 16 mit Fritte bei einer Temperatur von 340 bis 400 C und die darauffolgende Erweichung und Entglasung der Frittbeschichtung am Bolzen bei 4450C.
Es können auch andere Ausführungsformen einer vielfach durchlöcherten Schattenmaskenelektrode einschliesslich der Stützfederausführung und der besonderen Ausführung der Bolzen zur Befestigung der Maske verwendet werden. Weiters können an Stelle von Glasfritte auch andere Befestigungsmaterialien benutzt werden, um die Bolzen an der Frontplattenschüssel zu befestigen. Beispielsweise kann Sauereisenzement verwendet oder eine ausgewählte Fläche der Frontplattenschüssel metallisiert werden, um die Bolzen darauf zu befestigen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Befestigung einer Elektrode innerhalb einer Frontplattenschüssel einer Kathodenstrahlröhre mittels an den Elektroden befestigten Tragelementen, die in an der Frontplattenschüssel be- festigbaren Bolzen eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dasseinBolzen (16) mindestensinein Tragelement (30) eingesetzt und die Elektrode (24) in die Frontplattenschüssel so eingebracht wird, dass der Bolzen oder die Bolzen die Frontplattenschüssel (12,14) berühren und der Bolzen bzw. die Bolzen an die Schüssel gebunden werden, nachdem ein Bindematerial (34 ; 46) zwischen dem Bolzen bzw. den Bolzen und der Schüssel vorgesehen wurde.
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