DD239904A5 - Elektronenstrahlsystem mit becherelektrode - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Elektronenstrahlsystem z. B. in einer Kathodenstrahlroehre, das mehrere Kathoden und eine Vielzahl beabstandeter, aufeinanderfolgender Elektroden enthaelt, die an mindestens zwei elektrisch isolierenden Haltestaeben befestigt sind und von denen zumindest eine einen tiefgezogenen und im wesentlichen rechteckigen becherfoermigen Koerper (45) aufweist, der einen Basisteil (53), einen mit mehreren Befestigungslappen versehenen Flanschteil (51) zum Festhalten und eine sich zwischen Basis- und Flanschteil erstreckende Seitenwandung (57) hat. In der Seitenwandung (57) sind mehrere Verstaerkungsrippen (69) gebildet, die sich im wesentlichen vom Flanschteil (51) bis zum gegenueberliegenden Ende der Seitenwandung (57) nahe dem Basisteil (53) erstrecken. Die Verstaerkungsrippen (69) beseitigen oder vermindern die Gefahr einer Verbiegung der Seitenwandung (57). Fig. 4

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen , / ι ^;

Anwendungsgebiet der Erfindung ,

Die Erfindung bezieht sich auf ein Inline-Elektronenstrahlsystem für eine mit mehreren Strahlen arbeitende Kathodenstrahlröhre und betrifft insbesondere eine Struktur zum Versteifen eines Elektrodenkörpers für ein solches Strahlsystem; .

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Elektrodenkörper eines Inline-Elektronenstrahlsystems sind hintereinander angeordnet, um mehrere Elektronenstrahlen entlang beabstandeter, in einer Ebene laufender Wege zu beschleunigen und zu bündeln. Die Elektrodenkörper des Strahlsystems sind mechanisch mittels Befestigungslappen und -dübeln an mindstens zwei isolierenden Haltestäben befestigt» die sich entlang der Strahlwege erstrecken. Jeder der Elektrodenkörper ist gewöhnlich mit einigen zueinander beabstandeten Öffnungen versehen, um die jeweiligen, innerhalb des Strah !systems erzeugten Elektronenstrahl durchzulassen. Es ist wichtig, daß diese Öffnungen lagemäßig genau angeordnet und relativ zu den zugeordneten Öffnungen in benachbarten Elektrodenkörpern und zu den zugeordneten elektronenerzeugenden Oberflächen ausgerichtet sind. Bei der Herstellung des Strahlsystems werden die Befestigungslappen und -dübel der verschiedenen Elektrodenkörper in die isolierenden Haltestäbe eingebettet, die vorübergehend durch Wärme weichgemacht sind, und gleichzeitig werden die Haltestäbe auf gegenüberliegenden Seiten des Strahlsystems nach innen in Richtung auf die Elektrodenkörper gedrückt, um die Befestigungslappen und -dübel in die Stäbe hineinzuzwingen. Dieser Druck kann eine verformende Kraft auf die tiefgezogenen, becherförmigen Elektrodenkörper ausüben, welche die Hauptfokussierungslinse des Strahlsystems bilden.

Die meisten Erfahrungen, die bisher mit herkömmlichen, tiefgezogenen, becherförmigen Elektroden gemacht wurden, deren Seitenwände bis etwa 12,7 mm lang sind, zeigen, daß diese Elektroden zu einer negativen oder konkaven Beulung neigen, d. h. die Seitenwand der Elektrode hat die Tendenz, sich nach innen zur Elektronenstrahlachse hin zu beulen. Diese Verformung ähnelt etwa den Verhältnissen bei einem Ölkännchen und wird daher in der englischen Fachsprache auch als „oil-canning" bezeichnet. Wenn Dübel an gegenüberliegenden Seiten der Seitenwand solcher Elektroden angeschweißt werden sollen, ist die genaue Festlegung des Ortes und die Schweißung selbst wegen des variablen Verlaufs und Ausmaßes der stattfindenden negativen Beulung schwierig.

Einem noch größeren Problem begegnet man bei Strahlsystemen, in denen ultra-tiefgezogene becherförmige Elektroden mit Seitenwänden einer Länge von etwa 19,05mm verwendet werden. Bei solchen ultra-tiefgezogenen Elektroden wird die Seitenwand kritisch dünn. Der Scheitel der erwähnten („Ölkännchen"-)Beulung liegt bei diesen Elektroden in einer Entfernung von etwa 10,16 mm von dem am offenen Ende der Elektrode befindlichen Halteflansch. In der Nähe des Scheitels ist die Dicke der Seitenwand gegenüber dem gewünschten Maß von etwa 0,25 mm auf etwa 0,19mm vermindert. Falls die erwähnte Beulung negativ oder konkav auf beiden Seiten der Seitenwand ist, ergibt sich hinsichtlich der Positionierung der Befestigungsdübel das gleiche Problem, wie es oben für die kürzeren tiefgezogenen Elektroden beschrieben wurde; wenn jedoch die Beulung auf einer Seite der Seitenwand positiv oder konvex und auf der anderen Seite negativ oder konkav ist oder wenn beide Seiten eine positive oder konvexe Beulung haben, tritt ein neues Phänomen auf. Während des Anhaftens an die isolierenden Haltestäbe, wobei diese Stäbe in einen geschmolzenen Zustand erhitzt und in Kontakt mit den Befestigungslappen und -dübeln des Strahlsystems gebracht werden, wird die positiv oder konvex gebeulte Seitenwand durch den Dübel, der ah der Seitenwand der zuvor konvexen Oberfläche angebracht ist, nach innen gedrückt.

DieEinwärtsversetzung der zuvor konvexen Seitenwand wirkt wie eine belastete Feder. Sobald die Arme der Anheftvorrichtung nach dem Ende des Heftvorgangs zurückgezogen werden, hat die zusammengedrückte Seitenwand das Bestreben, in ihre vorherige konvexe Stellung zurückzukehren, wodurch die isolierenden Haltestäbe, die noch in einem plastischen Zustand sind, nach außen gewölbt werden. Die Folge ist, daß während der Abkühlungs-Verbiegungsphase Scherkräfte an den isolierenden Haltestäben auftreten, die dazu führen, daß die Stäbe in der Nähe der Befestigungslappen oder-dübel bersten. Selbst bei Strahlsystemen, in denen die Spannungskräfte nicht genügend groß sind, um die Haltestäbe zum Bersten zu bringen, kann das variierende Maß der Seitenwandbeulung Ursache für eine seitliche Versetzung der ultra-tiefgezogenen Elektrode gegenüber den anderen Elektrodenkörpern der Hauptfokussierungslinse sein. Die Folge ist, daß sich die Orte der Öffnungen relativ zu den Öffnungen in den benachbarten Elektrodenkörpern ändern, daß die Abstände zwischen den Elektroden ungenau werden und daß die Bahnen der Elektronenstrahlen verzerrt werden.

In der US-Patentschrift4484102 ist eine StmkturzurVerstärkungderSeitenwandeinerherkömmlichen tiefgezogenen Elektrode beschrieben. Diese Struktur besteht aus einer keilförmigen Schulter, die an gegenüberliegenden parallelen Seiten der Seitenwand eines tiefgezogenen, im wesentlichen rechteckigen becherförmigen Körpers gebildet ist. Die keilförmige Schulter steht von der Seitenwand nach außen in einem spitzen Winkel von etwa 45° und erstreckt sich in den Halteflansch der Elektrode nahe den Befestigungslappen. Diese Struktur ist ungenügend, um eine Einbiegung der Seitenwand ultra-tiefgezogenen Elektroden zu verhindern.

Eine Struktur zur Stabilisierung ebener Elektrodenkörper, wie sie gewöhnlich als Steuer- und Schirmgitterelektroden eines Strahlsystems verwendet wurden, ist in den US-Patentschriften 4049990 und 4049991 beschrieben. Hier sind sich schneidende rippenähnliche Erhebungen entlang den Oberflächen der ebenen Elektroden gebildet, wobei sich zumindest eine dieser Rippen bis in die Befestigungslappen erstreckt. Eine solche Struktur verstärkt die haltende Fläche bzw. den Flanschteil einer ebenen Elektrode. Die erwähnten US-Patentschriften legen es jedoch nicht nahe, die Seitenwand tiefgezogener, im wesentlichen becherförmiger Elektrodenkörper wie z. B. der Fokussierungselektroden des Strahlsystems zu verstärken.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Elektronenstrahlsystem, das Einrichtungen zum Erzeugen und zum Fokussieren von mehreren Elektronenstrahlen aufweist, wobei die Fokussiereinrichtung mindestens einen im wesentlichen becherförmigen Körper enthält, der ein erstes Ende, ein gegenüberliegendes zweites Ende und eine sich dazwischen erstreckende Seitenwand hat. Erfindungsgemäß, wie im Patentanspruch 1 gekennzeichnet, sind in der Seitenwand mehrere Verstärkungsrippen gebildet, die sich in: Längsrichtung im wesentlichen vom ersten zum zweiten Ende erstrecken, um eine Verbiegung der Seitenwand minimal zu halten.

Ausführungsbeispiele

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden nachstehend Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1: zeigt von der Seite und teilweise aufgebrochen ein verbessertes Elektronenstrahlsystem mit einer neuartigen

becherförmigen Elektrode, die mit Verstärkungsmitteln versehen ist; Fig. 2: zeigt teilweise aufgebrochen das Strahlsystem nach Fig. 1 von vorne;

Fig. 3 ist die Stirnansicht einer Ausführungsform der neuartigen Elektrode im Strahlsystem nach Fig. 1; Fig.4: zeigt einen Schnitt gemäß der Linie 4-4 der Fig. 3;

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' Fig. 5: ist eine Stirnansicht einer zweiten Ausführungsform der neuartigen Elektrode im Strahlsystem nach Fig. ί; > >

^! Fig.6: zeigt einen Schnitt gerriäß der Linie 6-6 in Fig.5. '

Die Figuren 1 und 2 zeigen strukturelle Einzelheiten eines verb essertenlnline-Elektronenstrahlsystems 10, das zentral innerhalb, des Halses 11 einer Kathodenstrahlröhre 13 montiert ist. Die Kathodenstrahlröhre 13 hat einen evakuierten Kolben (nicht dargestellt), der am Halsende mit einem Glasfuß 15 verschlossen ist, durch den eine Vielzahl von Zuleitungen oder Stiften 17 geführt ist. An den Stiften 17 außerhalb des Kolbens ist ein Sockel 19 befestigt. Das andere Ende des Kolbens ist durch eine Frontplatte (nicht dargestellt) abgeschlossen, die einen Bildschirm trägt. Zwischen der Frontplatte und dem Hals 11 des Kolbens erstreckt sich ein trichterförmiger Abschnitt (nicht gezeigt).

Das Inline-Strahlsystem ist so ausgelegt, daß es drei Elektronenstrahlen erzeugt und längs beanstandeter, in einer Ebene liegender konvergierender Wege bündelt (fokussiert), die sich allgemein in Längsrichtung der Röhre zum Bildschirm hin erstrecken. Das Strahlsystem 10 hat zwei isolierende Haltevorrichtungen 23, vorzugsweise gläserne Haltestäbe, durch welche die verschiedenen feile gestützt werden, um eine zusammenhängende Einheit zu bilden, wie es allgemein bekannt ist. Die erwähnten Teile umfassen drei, in Querrichtung im wesentlichen gleich beabstandete und in einer Ebene liegende Kathoden 25 (eine für jeden Strahl), eine Steüergitterelektröde 27 (auch G 1-Elektrode genannt), eine Schirmgitterelektrode 29 (G 2-Elektrode), eine erste Fokussierungselektrode 31 (G3-Elektrode), eine zweite Fokussierungselektrode 33 (G4-Elektrode) und einen Abschirmbecher 35. Alle diese Teile sind in der genannten Reihenfolge in Längsrichtung hintereinander entlang den Haltestäben 23 angeordnet. Die Elektroden 31 und 33 bilden die Hauptfokussieruhgslinse des Strahlsystems 10. Die verschiedenen Elektroden des Strahlsystems 10 sind elektrisch mitden Stiften 17 verbunden, entweder direkt oder über Metallbänder 37. Das Strahlsystem wird in einer vorbestimmten Lage im Röhrenhals 11 auf den Stiften 17 und mittels Anschlagpuffern 39 gehalten, die sich am Abschirmbecher 35 befinden und elektrisch kontraktierend gegen eine elektrisch leitende Innenbeschichtung 41 auf der Innenoberjläche des Röhrenhalses 11 drücken. Die Innenbeschichtung 41 reicht über die innere Oberfläche auch des - Röhrentrichters und ist mit dem Anodenanschlußknopf^nichttlargestellt) verbunden. Eineherkömmliche Anordnung mit Gettermaterial (nicht gezeigt) ist an einem Ende des Bechers 35 befestigt und ragt freistehend in den Trichterabschnitt des Kolbens. . .;.'... · .' .'..' ' ...... ' - ' ."'..-.. ^ . ..':' ~ .'. .' .''.' . *

Die erste Fokussierungselektrode 31 besieht aus einem ersten und einem zweiten becherförmigen Körper 43 bzw. 45, die im wesentlichen rechteckig sind, und die zweite Fokussierungselektrode 33 setzt sich ebenfalls aus einem ersten und einem zweiten, im wesentlichen rechteckigen becherförmigen Körper 47 und 49 zusammen. Die becherförmigen Körper sind an ihren offenen Enden aneinandergefügt. Einer der becherförmigen Körper, das Exemplar 45, ist im einzelnen in den Figuren 3 und 4 dargestellt. Der becherförmige Körper 45 ist ein ultra-tiefgezogenes Element, bestehend aus einem am offenen Ende befindlichen Tei! 51, der als Halteflansch dient, und einem Boden- oder Basisteil 53 am gegenüberliegenden Ende. Der Basisteil 53 ist im wesentlichen . parallel zum Flanschteil 51. Der Basisteil 53 ist von drei nebeneinanderliegenden strahldefinierenden Öffnungen 55 durchbrochen. Eine Seitenwandung 57, die aus im wesentlichen parallelen gegenüberliegenden Seitenabschnitten 59 a und 59 b und einander gegenüberliegenden Endabschnitten 61 a und 61 b besteht, erstreckt sich zwischen dem Flanschteil 51 und dem Basisteil 53 des becherförmigenKörpers45. wie in der oben erwähnten US-Patentschrift 4484102 beschrieben, steht von jedem der.einander gegenüberliegenden Seitenabschnitte 59 a und 59 b der Seitenwandung 57 mindestens eine Ausstülpung 63 in spitzem Winkel nach außen vor und erstreckt sich bis in den Flanschteil 51. Nahe jeder der gegenüberliegenden Seitenabschnitte 59a und 59 b der Seitenwandung 57 sind im Flanschteil 51 mehrere Befestigungslappen 65 ausgebildet, um die Befestigung des becherförmigen Körpers 45 an den gläsernen Haltestäben 23 zu ermöglichen. Wie in den Figuren 1 und gezeigt, sind an der Seitenwand außerdem zwei Dübel 67 befestigt, jeweils einer an jedem der einander gegenüberliegenden Seitenabschnitt 59a und 59b. Die Dübel 67 und die Befestigungslappen 65 sind in die Haltestäbe 23 eingebettet. Die Seitenwandung 57 des becherförmigen Körpers 45 hat eine Gesamtlänge von etwa 19,05mm und eine nominelle Dicke von 0,25mm. Wie beschrieben, bestehtbei ultra-tiefgezogenen Elektroden wie dem becherförmigen Körper 45 die Tendenz einer Verdünnung in der Seitenwandung 57. Dieverdünnte Seitenwand 57 kann sich wie bei einem Ölkännchen entweder nach innen oder nacH außen beulen, wenn sie nicht verstärkt ist. Es ist kaum möglich, die Dicke der Seitenwand dadurch zu erhöhen, daß man die Dicke des zur Herstellung des becherförmigen Körpers verwendeten Metalls größer macht, da dies zu Fertigüngsschwierigkeiten führt. Daher sind am Körper Maßnahmen getroffen, um die Steifigkeit der Seitenwandung 57 zu erhöhen, ohne andere Probleme einzuführen. Wie in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist, sind in den einander gegenüberliegenden Seitenabschnitten 59a und 59b der Seitenwandung 57 Versteifungsmittel gebildet, z. B. mehrere Verstärkungsrippen 69, um die Biegung der Seitenwandung zu minimieren. Die Verstärkungsrippen 69 erstrecken sich im wesentlichen in Längsrichtung von den in den Flanschteil 51 reichenden Ausstülpungen 63 bis zum gegenüberliegenden Ende der Seitenwandung 57 nahe dem Basisteii 53. Die Verstärkungsrippen 69 sind nach innen gerichtet, in Richtung auf die entgegengesetzt angelegten Rippendes gegenüberliegenden Seitenwandungsabschnittes. . .

Eine zweite Ausführungsform des neuartigen becherförmigen Körpers ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt und insgesamt mit 145 bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform bestehen die Versteifungsmittel aus einer Vielzahl von Verstärkungsrippen 169, die nach außen in Richtung auf die Befestigungslappen 165 gerichtet sind und die sich in Längsrichtung entlang der Seitenwandung 157 im wesentlichen vom Flanschteil 151 zum gegenüberliegenden Ende nahe dem Basisteil 153 erstrecken. Obwohl in den Figuren 5 und 6 keine Ausstülpungen dargestellt sind, können sie dennoch vorgesehen sein, um die Seitenwandung 157 nahe dem Flanschteil 151 zusätzlich zu versteifen.

Während die Verstärkungsrippen 69 und 169 vorstehend in Verbindung mit ultra-tiefgezogenen becherförmigen Körpern beschrieben wurden, die eine Länge von etwa 19,05 mm haben, können solche Rippen auch bei becherförmigen Körpern ' kürzerer Gesamtlänge vorgesehen sein, z.B. bei den becherförmigen Körpern 43,47 und 49. Es wurde festgestellt, daß die Verstärkuhgsrippen 69 und 169 die Verbiegung der Seitenwandung 57 und 157 während des Anschweißens der Dübel 67 verhindern oder wenigstens minimal halten, und wenn die becherförmigen Körper.45 und 145 an den Haltestäben 23 befestigt werden, bleibt dank der Rippen die Parallelität zwischen Basisteil und Flanschteil der einzelnen Körper gewahrt.

Claims (6)

1. Patentansprüche: " \ .

   1. Elektronenstrahlsystem mit einer Einrichtung zur Erzeugung mehrerer Elektronenstrahlen und einer Einrichtung, welche die erzeugten Elektronenstrahlen fokussiert und mindestens eine im wesentlichen becherförmigen Körper enthält, der ein erstes Ende, ein gegenüberliegendes zweites Ende und eine sich dazwischen erstreckende Seitenwandung hat, dadurch gekennzeichnet, daß in der Seitenwandung (57; 157) mehrere Verstärkungsrippen (69; 169) gebildet sind, die sich in Längsrichtung im wesentlichen vom ersten Ende (53; 153) zum zweiten Ende (51; 151) erstrecken, um Verbiegungen der Seitenwandung minimal zu halten.
2. 2. Elektronenstrahlsystem nach Anspruch 1, worin die erzeugten Elektronenstrahlen längs beabstandeter, coplanarer Strahlwege gerichtet werden und worin die Strahlerzeugungseinrichtung und die Fokussierungseinrichtung im Abstand zueinander entlang mehrerer isolierender Halteeinrichtungen angeordnet sind und worin das erste Ende des becherförmigen Körpers ein Bodenteil und das zweite Ende ein Flanschteil ist, der im wesentlichen parallel zum Bodenteil liegt und Befestigungsmittel enthält, um den Körper an der Halteeinrichtung festzuhalten, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verstärkungsrippen (69; 169) in Längsrichtung im wesentlichen vom Bodenteil (53; 153) zum Flanschteil (51; 151) erstrecken, um Verbiegungen der Seitenwandung (57; 157) minimal zu halten, die beim Befestigen des Körpers (45; 145) an den isolierenden Halteeinrichtungen (23) auftreten könnten. ~ · .
3. 3. Elektronenstrahlsystem nach Anspruch 2, worin die elektronenstrahlerzeugende Einrichtung drei in einer Ebene nebeneinanderliegende Kathoden, eine Steuergitterelektrode und eine Schirmgitterelektrode enthält und worin die Fokussierungseinrichtung mindestens zwei Fokussierungselektroden enthält, von denen mindestens eine einen ersten und einen zweiten im wesentlichen rechteckigen becherförmigen Körper aufweist, die an ihren offenen Enden aneinandergefügt sind und von denen der eine der besagte becherförmige Körper ist, der den Flanschteil an seinem offenen Ende und den Bodenteil nahe seinem gegenüberliegenden Ende hat und dessen Seitenwandung gegenüberliegende Seitenabschnitte und

   - gegenüberliegende Endabschnitte hat, wobei der Bodenteil von drei nebeneinanderliegenden Öffnungen durchbrochen ist und der Flanschteil nahe jeder der gegenüberliegenden Seitenabschnitte der Seitenwandung mehrere nach außen vorstehende Befestigungsläppen enthält und wobei mindestens zwei an der Seitenwandung befestigte Dübel vorgesehen ι sind, von denen an jedem der gegenüberliegenden Seitenabschnitte der Seitenwandung jeweils einer befestigt ist, und wobei die Dübel und die Befestigungslappen in den aus mindestens zwei gläsernen Haltestäben bestehenden isolierenden Halteeinrichtungen eingebettet sind, um den Körper daran festzuhalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippen (69; 169) in jeder der einander gegenüberliegenden Seitenabschnitte (59a; 59b) der Seitenwandung (57; 157) gebildet sind und sich in Längsrichtung im wesentlichen vom Flanschteil (51; 151) zum gegenüberliegenden Ende'der Seitenwandung erstrecken, um eine Verbiegung der einander gegenüberliegenden Seitenabschnitte der Seitenwandung in der Nähe der Dübel (67) minimal zu halten, wenn die Dübel und die Befestigungslappen (65; 165) in die gläsernen Haltestäbe (23) eingebettet werden, so daß dabei die Parallelität des Bodenteils (53; 153) mit dem Flanschteil (51; 151) mit dem Flanschteil (51; 151 (erhalten bleibt. ' '
4. 4. Elektronenstrahlsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der einander gegenüberliegenden Seitenabschnitte (59a, 59b) der Seitenwandung (57) mindestens eine Ausstülpung (63) gebildet ist, die vom betreffenden Seitenabschnitt der Seitenwandung in spitzem Winkel nach außen vorsteht und sich in den Flanschteil (51) erstreckt, und daß sich die Verstärkungsrippen (69) von der Ausstülpung zum gegenüberliegenden Ende der Seitenwandung erstrecken.
5. 5. Elektronenstrahlsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippen (69) nach in/ten in Richtung zueinander weisen. . . -. .
6. 6. Elektronenstrahlsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippen (169) nach außen in Richtung zu den Befestigungslappen (165) weisen. . ' -'. .