AT394470B - Ablenkspulenanordnung und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

AT 394 470 B

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ablenkspulenanoidnung mit einem magnetisch permeablen Kern und mindestens einer toroidförmig auf den Kern gewickelten Ablenkspule, die eine erste Windungslage mit einer Vielzahl von Drahtwindungen enthält, die einen ersten Winkelbereich auf dem Kern einnehmen und mindestens eine weitere Windungslage, die nach der ersten Windungslage gewickelt ist und eine Mehrzahl von Drahtwindungen, die auf der ersten Windungslage liegen auf weist.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Spule einer Ablenkspulenanordnung, bei welchem ein Draht toroidförmig um einen magnetisch permeablen Kern gewickelt wird, indem eine Mehrzahl von Drahtwindungen einer ersten Windungslage von einer ersten Windungspostition an der Innenseite des Kerns über einen ersten Winkelbereich bis zu einer zweiten Windungsposition an der Innenseite des Kerns gewickelt wird, wobei der Draht zum Wickeln einer folgenden Wicklungslage längs der Außenseite des Kerns von der zweiten Windungsposition über die erste Windungsposition hinaus zurückgeführt wird, und die zweite Windungslage mit einer Mehrzahl von Drahtwindungen toroidförmig um den Kem gewickelt wird.

Moderne Farbfernsehempfänger enthalten selbstkonvergierende Bildwiedergabeeinrichtungen, bei denen ein Rotstrahl, ein Grünstrahl und ein Blaustrahl in einer Farbbildröhre an allen Punkten des Bildschirms der Röhre ohne Hilfe dynamischer Konvergenzschaltungen konvergent gehalten werden. Die Ablenkspulenanordnung, welche die Elektronenstrahlen in dem gewünschten Raster über den Bildschirm der Bildröhre ablenkt, erzeugt Ablenkfelder, die gleichzeitig die Elektronenstrahlen zur Konvergenz bringen. Die Ablenkfelder sind im Strahlablenk-bereich ungleichförmig und die räumlich getrennten Elektronenstrahlen können daher zu einer vorgegebenen Zeit unterschiedlichen Ablenkfeldem ausgesetzt werden, die die gewünschte Konvergenz der Strahlen auf dem Röhrenbildschirm bewirken. Insbesondere sollen die Horizontalablenkspulen ein Ablenkfeld, das in Richtung der Röhrenlängsachse gesehen kissenförmig ist, und die Vertikalablenkspulen ein Ablenkfeld, das in Richtung der Röhrenachse gesehen tonnenförmig ist, zur Gewährleistung einer ordnungsgemäßen Konvergenz, erzeugen.

Die Vertikalablenkspulen können durch Windungen eines Drahtes gebildet werden, der durch den Flyer einer Wickelmaschine toroidförmig auf einen magnetisch permeablen Ferritkern gewickelt wird. Die gewünschte Ungleichförmigkeit des Ablenkfeldes wird dadurch erreicht, daß man die Ablenkspulen in mehreren Lagen wickelt, welche unterschiedliche Wicklungswinkel oder bogenförmige Bereiche auf dem Toroidkem einnehmen. Nachdem eine vorgegebene Windungslage auf den Kem gewickelt worden ist, wird der Draht zu seinem Anfangspunkt zurückgeführt und die nächste Lage von Drahtwindungen gewickelt. Das Zurückführen des Drahtes zum Anfangspunkt kann auf direktem Wege durch "Rückschlag" erfolgen, wobei der Rückleiter als Querwicklung auf einem im wesentlichen direkten Wege längs der Außenseite des Kerns zurückläuft, oder durch Rückwickeln, wobei der Rückleiter als Spreizwicklung allmählich auf einem wendelförmigen Weg um den Toroidkem zurückgeführt wird.

Die abrupte Änderung der Wickelrichtung beim Rückschlagverfahren kann zur Folge haben, daß die Windungen in der Nähe des Endes der gewickelten Lage abrutschen oder aus ihrer Lage herausgezogen werden. Bei Ablenkspulenanordnungen, die mit dem Rückschlagverfahren gewickelt werden, kann daher die Verwendung von sogenannten Rückschlagbändem oder -streifen, die an den Enden des Kerns angeordnet sind und Nuten oder Nasen enthalten, um die Drahtwindungen an ihrem Platz zu halten oder die Verwendung von Klebstoff oder dergl., wie Heißkleber, um die Endwindungen einer Spulenwicklungslage an Ort und Stelle zu halten, erforderlich sein. Die Verwendung von Rückschlagbändem erhöht die Kosten der Ablenkspulenanordnung eiheblich, während die Verwendung von Kleber die Herstellung umständlicher macht und die für die Herstellung einer Ablenksspulenan-ordnung erforderliche Zeit erhöht

Beim wendelförmigen Rückwickeln kann die Ablenkspulenanordnung zwar ohne die oben erwähnten Einschränkungen hergestellt werden, andererseits können hier die an der Innenseite des Kerns im aktiven Ablenkbereich verlaufende Teil des wendelförmigen Rückleiters Störfelder erzeugen, die die Funktion der Ablenkspulenanordnung beeinträchtigen.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Ablenkspulenanoidnung und ein Verfahren zu deren Herstellung zu schaffen, wobei die Ablenkspulenanordnung mit dem Rückschlagverfahren hergestellt werden kann, ohne daß Rückschlagbänder oder Kleber zur Halterung der Drahtwindungen erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird bei einer Ablenkspulenanordnung der eingangs angeführten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens eine Drahtwindung der weiteren Windungslage anschließend an das Ende der ersten Windungslage angeordnet ist und auf derselben Höhe wie deren Drahtwindungen liegt, sodaß durch das Vorhandensein der ersten Windungslage eine seitliche Verlagerung der an die erste Windungslage anschließenden Drahtwindung verhindert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß der Draht längs der Außenseite des Kerns zu einer dritten Windungsposition bis über die erste Windungsposition hinaus zurückgeführt wird, um zu ermöglichen, daß die erste Windung der folgenden Windungslage auf der gleicher Höhe wie die erste Windung der ersten Windungslage angebracht wird, wodurch die Windungslage festgehalten wird, wobei die zweite Windungslage einen zweiten Winkelbereich einnimmt.

Gemäß einer bevoizugten Ausführungsform der Erfindung enthält eine Ablenkspulenanordnung einen magnetisch permeablen Kem und eine auf diesen Kem toroidförmig gewickelte Ablenkspule. Die Ablenkspule enthält eine erste Wicklungsbettung mit einer Mehrzahl von Drahtwindungen, die einen Bogenbereich auf dem Kem einnehmen. Nach der ersten Wicklungsbettung wird mindestens eine zusätzliche Wicklungsbettung gewickelt, die -2- 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

AT 394 470 B eine Mehrzahl von Windungen enthält, die sich auf der ersten Wicklungsbettung befinden. Mindestens eine Drahtwindung der zusätzlichen Windungsbettung reicht über das Ende der ersten Windungsbettung hinaus und liegt auf dem gleichen Niveau wie deren Drahtwindungen, so daß eine seitliche Verlagerung dieser Drahtwindung durch die erste Wicldungsbettung verhindert wird. Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer Femseh-Ablenkspulenanordnung; Fig. 2 eine Seitenansicht einer Vertikalablenkspule, die durch ein bekanntes Rückschlagwicklungsverfahren gewickelt worden ist; Fig. 3 eine geschnittene Stirnansicht eines Teiles einer bekannten Vertikalablenkspule; Fig. 4 eine Seitenansicht einer bekannten Vertikalablenkspule, die durch ein bekanntes Wendelrückwick lungsverfahren hergestellt wurde; Fig. 5 eine schematische Darstellung der Windungsverteilung einer Vertikalablenkspule gemäß einer Aus- führungsform der Erfindung; Fig. 6 eine geschnittene Stirnansicht eines Teiles einer Vertikalablenkspule gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; Fig. 7 die Darstellung der Wicklungslagenverteilung einer Vertikalablenkspule gemäß einer Ausfiihrungs- form der Erfindung und Fig. 7A eine vergrößerte Ansicht eines Teiles der Wicklung der in Fig. 7 dargestellten Ablenkspule. Fig. 1 zeigt eine Ablenkspulenanordnung (10) mit zwei Vertikalablenkspulen (11), die toroidförmig auf einen magnetisch permeablen ring- oder toroidförmigen Kern (12) gewickelt sind, und mit zwei sattelförmig gewickelten Horizontalablenkspulen (13). Die Vertikal- und Horizontalablenkspulen sind durch einen Isolator (14) aus Kunststoff voneinander getrennt, der als eine nicht näher dargestellte Halterungs- und Justieranordnung für die Spulen und den Kern ausgebildet sein kann. Die toroidförmig gewickelten Vertikalablenkspulen enthalten eine Mehrzahl von Wicklungslagen auf beiden Hälften des Magnetkernes. Die einzelnen Wicklungslagen nehmen unterschiedliche Wicklungswinkel oder Bogenbereiche auf dem Kern ein, damit das durch die Ablenkspulen erzeugte Ablenkfeld den gewünschten Grad von Ungleichförmigkeit hat, der zum Konvergieren der Elektronenstrahlen erforderlich ist. Das Wickeln der Spulen auf den jeweiligen Kemhälften erfolgt in fortlaufender Weise, wobei eine Wicklungsbettung oder Lage vollständig gewickelt wird, bevor die nächste Lage begonnen wird. Im wesentlichen sind zwei Möglichkeiten bekannt, um die Wicklungsleiter für die nächste Wicklungslage zum Anfangspunkt zurückzuführen zu können: Eine Möglichkeit, die als Rückschlagverfahren bezeichnet werden soll, ist in Fig. 2 dargestellt; hier folgt der Rückleiter (15) einem im wesentlichen direkten Weg in Richtung des Pfeiles (17) längs der Außenseite des Kerns vom Ende einer in Richtung des Pfeiles (16) gewickelten Windungslage zum Anfang der nächsten Windungslage. Die abrupte Änderung der Richtung des Drahtes am Anfang jeder Windungslage hat zur Folge, daß die anfänglichen Windungen der Windungslage verrutschen oder seitlich längs der Kemoberfläche verlagert werden, wenn man nicht ein Rückschlagband (50) varsieht. Das Rückschlagband (50) enthält einen oder mehrere radial vorspringende Laschen oder Nasen (51), um die der Draht geführt wird. Der Grund dafür, daß die ersten Drahtwindungen zum Rutschen neigen, ist aus Fig. 3 ersichtlich, in der der Pfeil (18) die Wicklungsrichtung der Drahtwindungen der jeweiligen Wicklungslagen zeigt Fig. 3 gilt für ein bekanntes Wicklungsverfahren, bei dem eine schematisch im Querschnitt dargestellte Wicklungslage (20) nach dem sogenannten Rückschlagverfahren toroidförmig auf einen Kern (21) gewickelt wird. Auf der Außenseite des Kerns (21) und der Wicklungslage (20) ist eine Rückschlagwindung (19) dargestellt Auf eine Anfangswindung (22) der folgenden Wicklungslage wirkt eine durch einen Pfeil (23) dargestellte Kraft, die die Drahtwindung in unerwünschter Weise zu verlagern strebt. Wegen dieser Einwirkung der Anfangswindung oder -Windungen auf jede der folgenden Lagen, sich zu bewegen oder verlagert zu werden, was unerwünschte Änderungen des Ablenkfeldes zur Folge haben kann, können Spulen, die mit dem Rückschlagverfahren gewickelt werden, zusätzliche Strukturöl, wie Ablenkjoch-Endringe oder Rückschlagbänder (nicht dargestellt) erfordern, die Nuten oder Kanäle für die Drahtwindungen oder vorspringende Nasen bilden, um welche die Wicklungswindungen geführt werden können, um sie in ihrer Lage zu halten. Diese zusätzlichen Strukturen erhöhen die Kosten der Ablenkspu-lenanordnung und machen ihre Herstellung komplizierter. Alternativ können die Ablenkspulen nach einem Verfahren gewickelt werden, welches als Spiral- oder Wendelrückführungsverfahren bekannt und in Fig. 4 schematisch dargestellt ist Der Pfeil (24) gibt die Richtung an, in der die Wicklungslagen gewickelt werden. Die Pfeile (25) bezeichnen den Weg, den die jeweilige Rückleiterwindung (26) nimmt, um den Punkt zu erreichen, an dem die nächste Windungslage beginnt. Die Rückleiterwindung (26) beschreibt einen toroidförmigen oder wendelförmigen Weg mit großem Windungsabstand, der den Kern mehrmals umläuft Wie ersichtlich, ist die Änderung der Drahtrichtung am Anfang jeder Wicklungslage beim Wendelrückwicklungsverfahren wesentlich weniger abrupt als beim Rückschlagverfahren. Spulen, die nach -3- 60

AT 394 470 B dem Wendelrückwicklungsverfahren gewickelt werden, bei denen der Rückleiter also eine Spreizwicklung bildet, brauchen daher keine Anordnungen zum Positionieren des Drahtes wie Kemendringe. Da jedoch bei einer wendelrückgewickelten Spule Teile der Rückleiterwicklung auf der Innenseite, d. h. im aktiven Bereich des Kemes liegen, können im Ablenkfeld unerwünschte Oberwellen entstehen, die störende Einschwingvorgänge des Ablenkstromes zur Folge haben.

In Fig. 5 ist schematisch die Windungsverteilung einer erfindungsgemäßen Ablenkspule dargestellt, welche die Form eines kopfstehenden Pyramidenstumpfes hat. Die Ablenkspule enthält eine Mehrzahl von Wicklungsbettungen oder Windungslagen (30), (31), (32) und (33), die mittels eines Rückschlag-Wicklungsverfahrens toroidförmig auf einen ringförmigen Kem (34) gewickelt sind, ohne daß hierfür eine zusätzliche Drahthalte-rungs- und Drahtpositionierungsstruktur erforderlich ist. Die aufeinanderfolgenden Wicklungs- oder Windunglagen (30), (31), (32) und (33) der Ablenkspule nehmen fortschreitend größere Wicklungswinkel oder Winkelbereiche auf dem Kem ein, wie schematisch dargestellt ist. Die Windungslage (31) nimmt also einen größeren Winkelbereich als die Windungslage (30) ein. In entsprechender Weise nehmen die Windungslagen (32) und (33) zunehmend größere Winkelbereiche ein. Ein Beispiel für die Anzahl der Drahtwindungen in den einzelnen Windungslagen ist aus den in Fig. 5 angegebenen Windungsnummem ersichtlich; selbstverständlich können auch andere Windungszahlen und -Verteilungen verwendet werden.

Die Wicklungsbettung oder Windungslage (30) ist auf die Oberfläche des Kerns (34) gewickelt. Die Windungslage (31) ist über die Windungslage (30) gewickelt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, reichen jedoch einige Windungen an jedem Ende der Windungslage (31) über die Enden der Windungslage (30) hinaus. Diese Windungen werden durch den vom Flyer der Wickelmaschine ausgeübten Zug in Richtung der Pfeile (35) gegen den Kem (34) gezogen. Die Windungen an den Enden der Windungslage (31) werden daher auf der Oberfläche des Kerns (34) liegen, während der Rest der Windungslage (31) sich auf der Windungslage (30) befindet. In entsprechender Weise werden einige Windungen an jedem Ende der Windungslagen (32) und (33) durch den Flyer der Wickelmaschine in Richtung der Pfeile (36) und (37) gegen den Kem (34) gezogen.

Es wurde oben bereits erwähnt, daß die Änderung der Wickelrichtung bei Beginn einer neuen Wicklungslage nach dem Rückschlag oder Rückschießen des Drahtes längs der Außenseite der vorher aufgebrachten Windungslage dazu neigt, die ersten Drahtwindungen der nächstfolgenden Windungslage in Querrichtung oder seitlich zu verlagern. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, kann bei der in Fig. 5 dargestellten Ablenkspule keine solche Verlagerung von Drahtwindungen eintreten. Fig. 6 zeigt schematisch die Windungslage (30), die toroidförmig auf dem Kem (34) gewickelt worden ist Eine im wesentlichen quer verlaufende Rückschlagwindung (39), die nach dem Aufwickeln der Windungslage (30) aufgebracht wird, ist im Querschnitt dargestellt. Die Richtung des Drahtes dieser Windung ist durch einen Pfeil (40) dargestellt. Die Anfangswindung (41) der Windungslage (31) (Fig. 5) liegt auf der Oberfläche des Kerns (34). Die Kraft, die dazu strebt, die Anfangswindung (41) in seitlicher oder Querrichtung zu verlagern und die durch einen Pfeil (42) dargestellt ist, kann jedoch keine Verlagerang der Anfangswindung (41) bewirken, da die Windungslage (30) ein Hindernis für jede solche Bewegung des Drahtes der Anfangswindung (41) darstellt. Die Anfangswindungen der folgenden Windungslagen (32) und (33) werden durch das Vorhandensein der vorher gewickelten Windungslagen ebenfalls daran gehindert, sich zu bewegen oder zu verlagern. Dadurch, daß man die Windungslagen der Spule mit fortschreitend größer werdenden Windungswinkeln oder -breiten wickelt, werden die Anfangswindungen jeder Windungslage durch die vorangehende Windungslage fest an Ort und Stelle verankert.

Fig. 7 zeigt eine gemäß der Erfindung gewickelte Spule (43). Die stufenweise und fortschreitend zunehmenden Wicklungswinkel von Windungslagen (44, 45, 46 und 47) sind durch die mit (Θ44, Θ45, Θ46 und Θ47) bezeichneten Winkel dargestellt. Die anfänglichen Wicklungswindungen jeder Windungslage sind mit (44a, 45a, 46a bzw. 47a) bezeichnet Die Endwindungen sind in entsprechender Weise mit (44b, 45b, 46b bzw. 47b) bezeichnet. Pfeile (144, 145, 146 bzw. 147) in Fig. 7a zeigen generell die Umrisse der verschiedenen Windungsbettungen bzw. der Windungslagen (44, 45, 46 bzw. 47). Es ist ersichtlich, daß die Drahtwindungen einer vorgegebenen Windungslage unterschiedliche Windungsniveaus oder Höhen bezüglich der Kemoberfläche einnehmen. Beispielsweise nehmen die Drahtwindungen da- Windungslage (47) vier verschiedene Windungsniveaus ein.

Auf die Kemoberfläche kann vor dem Wickeln ein Kleber aufgebracht werden, um die Fixierung der Drahtwindungen zu unterstützen; dies ist jedoch nicht notwendig. Die Erfindung ist sowohl bei Spulen, bei denen die inneren, aktiven Windungsabschnitte in achsparallelen Ebenen liegen ("radiale Konfiguration") als auch bei Spulen, bei denen die inneren aktiven Windungsabschnitte schräg zu den achsparallelen Ebenen verlaufen ("vorgespannter Konfiguration") von Vorteil.

Ablenkspulen, die nach dem oben beschriebenen "invertierten Pyramiden-Verfahren" hergestellt wurden, liefern im wesentlichen die gleichen Ablenkfelder wie Ablenkspulen, die mit konventionellen Wickelverfahren hergestellt wurden, sie benötigen jedoch keine Drahtpositionierhilfen. -4-

Claims (5)

1. AT 394 470 B PATENTANSPRÜCHE 1. Ablenkspulenanordnung mit einem magnetisch permeablen Kern und mindestens einer toroidförmig auf den Kern gewickelten Ablenkspule, die eine erste Windungslage mit einer Vielzahl von Drahtwindungen enthält, die einen ersten Winkelbereich auf dem Kern einnehmen und mindestens eine weitere Windungslage, die nach der ersten Windungslage gewickelt ist und eine Mehrzahl von Drahtwindungen, die auf der ersten Windungslage liegen, aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Drahtwindung (41) der weiteren Windungslage (31) anschließend an das Ende der ersten Windungslage (30) angeordnet ist und auf derselben Höhe wie deren Drahtwindungen liegt, sodaß durch das Vorhandensein der ersten Windungslage (30) eine seitliche Verlagerung der an die erste Windungslage anschließenden Drahtwindung (41) verhindert wird.
2. 2. Ablenkspulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten Windungslage (30) und der weiteren Windungslage (31) ein Rückleiter (39) längs der Außenseite des Kems (12) angeordnet ist, wobei sich der Rückleiter (39) außerhalb der Innenseite des Kems (12) erstreckt
3. 3. Verfahren zur Herstellung einer Spule einer Ablenkspulenanordnung nach Ansprach 1 oder 2, bei welchem ein Draht toroidförmig um einen magnetisch permeablen Kern gewickelt wird, in dem eine Mehrzahl von Drahtwindungen einer ersten Windungslage von einer ersten Windungsposition an der Innenseite des Kems über einen ersten Winkelbereich bis zu einer zweiten Windungsposition an der Innenseite des Kems gewickelt wird, wobei der Draht zum Wickeln einer folgenden Wicklungslage längs der Außenseite des Kems von der zweiten Windungsposition über die erste Windungsposition hinaus zurückgeführt wird, und die zweite Windungslage mit einer Mehrzahl von Drahtwindungen toroidförmig um den Kern gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (39) längs der Außenseite des Kems (34) zu einer dritten Windungsposition bis über die erste Windungsposition hinaus zurückgeführt wird, um zu ermöglichen, daß die erste Windung der folgenden Windungslage (45) auf der gleichen Höhe wie die erste Windung der ersten Windungslage (44) angebracht wird, wodurch die Windungslage (44) festgehalten wird, wobei die zweite Windungslage einen zweiten Winkelbereich einnimmt.
4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Windungslage (45) in einen zweiten Winkelbereich (Θ45) gewickelt wird, der größer als der erste Winkelbereich (Θ44) ist und an einer vierten Windungsposition außerhalb der zweiten Windungsposition endet, daß der Draht längs der Außenseite des Kems (34) von der vierten Windungsposition zu einer fünften Windungsposition über die dritte Windungsposition hinaus zurückgeführt wird, so daß die erste Windung einer dritten Windungslage (46) auf der gleichen Höhe wie die ersten Windungen der ersten und der zweiten Windungslage (44 bzw. 45) angeordnet werden können, und daß der Draht dann zur Bildung der dritten Windungslage (46) in einer Mehrzahl von Drahtwindungen von der fünften Windungsposition über einen dritten Winkelbereich (Θ46) toroidförmig um den Kem (34) gewickelt wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Windungslage (45) Drahtwindungen enthält, die mindestens zwei Wickelniveaus bezüglich des Kems (34) enthalten und daß zusätzlich eine dritte Windungslage (46) aufgewickelt wird, die eine erste Windung (46a) aufweist, welche sich auf der gleichen Höhe wie die ersten Windungen der ersten oder zweiten Wicklungslage befinden, und Drahtwindungen enthält, die mindestens zwei Wicklungsniveaus bezüglich des Kems (34) einnehmen. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen -5-