DE1020123B - Verfahren und Vorrichtung zur Entgasung von Fernseh-Bildroehren - Google Patents

Description

DEUTSCHES

kl. 21g 13/30

INTERNAT. KL. HOIj

PATENTAMT

ANMELDETAG: 27.JULI1954

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 28. NOVEMBER 1957

Die Erfindung bezieht sich auf ein. Verfahren und eine Vorrichtung zur Entgasung einer Fernseh-Bildröhre durch Ausglühen und Evakuieren, bei dem die Röhre in eine beheizte Zone, eingeführt, dort ausgeglüht und gleichzeitig durch ihren. Hals evakuiert, anschließend, aus der beheizten Zone herausgebracht und. a,n ihrem Hals- verschlossen wird.

Es ist bekannt, Fernseh-Bildröhren zu entgasen oder auszuglühen und dann zu evakuieren, indem man sie mit dem Hals nach unten auf Evakuierungs-Schlitten befestigt, das Innere jeder Röhre mit einer von ihrem jeweiligen Schlitten getragenen Eva,-kuierungsvoirrichtung verbindet, die von dem Schlitten getragene Röhre durch einen. .Evakuierungsofen, bewegt, der zum Erwärmen der Röhre auf eine vorher festgesetzte Ausglühtemperatur eingerichtet ist, und anschließend die ausgeglühte Röhre vor ihrer Herausnahme aus dem Ofen, auf eine vorher bestimmte Temperatur, die ein wenig über Zimmertemperatur liegt, abkühlt. Die Elektronenemissionsvorrichtung sowie die Kathode werden im allgemeinen während dieser Abkühlung entgast. Die Röhre wird sodann außerhalb des Ofens verschlossen, von der Evakuierungsvorrichtung abgenommen und zur Fortsetzung der Bearbeitung weiterbefördert. Im Evakuierungsofen wird zwischen dessen Einlaßende und einer mittleren Zone zur Erwärmung der Röhre auf ihre Ausglühtemperatur eine Temperatursteigerung und zwischen der mittleren. Zone und dem Auslaßende ein Temperaturgefälle aufrechterhalten, damit die Röhre auf eine Temperatur abkühlt, bei der man sie ohne Gefahr des Springens aus dem Ofen entfernen kann. Diese Temperaturabstufungen sind, wegen, der Glasteile: einer Bildröhre erforderlich.

Bei der Behandlung von Ganzglasröhren ist im übrigen trotz der Tatsache, daß eine derartige Röhre zu dem Zeitpunkt, an, dem ihre Hülle entsprechend entgast ist, gewöhnlich auch ausreichend evakuiert ist, eine sorgfältige und langsame Abkühlung von der Ausglühtemperatur herunter erforderlich, um das Entstehen von Druck und/oder Wärmespannungem. zu vermeiden, die den Bruch der Röhre zur Folge haben könnten.

Versuche, eine derartige Behandlung der ganz aus Glas bestehenden. Fernseh-Bildröhren durch wesentliehe Verkürzung der Abkühlzeit dieser Röhren von der Ausglühtemperatur zu beschleunigen, führten stets zu einer bedeutenden Erhöhung der Zahl der Implosionen. Es ist verständlich,, daß mit der Erhöhung der Abkühlgeschwindigkeit die zwischen den 5" verschiedenen Teilen der Röhre entstehenden, Temperaturunterschiede zunehmen und größere Wärmespannungen sowie höhere Wahrscheinlichkeit eines Bruchs der Röhre zur Folge haben. Da, die Bildfläche Verfahren und Vorrichtung
zur Entgasung von Fernseh-Bildröhren

Anmelder:

Corning Glass Works,
Corning, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. W. Beil, Rechtsanwalt,
Frankfurt/M.-Höchst, Antoniterstr. 36

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 28. Juli 1953¹

Percy L. Orr, Corning, N. Y.,

Robert B. Randeis, Painted Post, N. Y.,

und John. L. Sheldon, Corning, N. Y. (V. St. A.),

sind als Erfinder genannt worden

einer Ganzglasröhre verhältnismäßig starkwandig ist, wird die Spannungsgrenze bzw. die Temperaturgefällegrenze, bis zu der man während der Evakuierung einer solchen Röhre ohne Implosion, gehen kann, bei Verkürzung der Abkühlungszeit rasch erreicht.

Ferner enthält der Evakuierungsofen entlang seiner Länge gewöhnlich in Abständen voneinander angeordnete Gruppen, von Heizeinheiten, die unabhängig voneinander betrieben werden, so daß die Temperaturabstufungen alles andere als gleichmäßig sind. Es kommt darum häufig vor, daß im Temperaturgefälle plötzliche Änderungen auftreten, so daß man, ■—■ falls sich eine derartige Schwankung nicht vermeiden, oder auf sonstige Weise ausgleichen, läßt — die Geschwindigkeit, mit der die ganz aus Glas bestehende Röhre durch den Ofen, bewegt wird, herabsetzen muß, um einen Bruch, der Röhre zu vermeiden; auch dann läßt sich aber der Bruchanteil bei den Röhren, manchmal selbst durch Verringerung der Geschwindigkeit nicht immer herabsetzen.

Das Ziel der Erfindung ist deshalb ein. Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Ausglühen, und Evakuieren, von ganz aus Glas bestehenden Fernseh-Bildröhren innerhalb kürzerer Zeiten und unter Verwendung von wesentlich weniger Heiz- und Evakuierungsvorrichtungen, als. bisher erforderlich waren, so· daß die Herstellungskosten, derartiger Röhren wesentlich herabgesetzt werden.

709' 807/219

3 4

Bei dem neuen Verfahren zur Entgasung einer wie auch die Beschaffenheit der Gehäuseoberfläche Fernseh-B'ildröhre, bei dem die Röhre in eine beheizte selbst beeinflussen natürlich die Geschwindigkeit der Zone eingeführt, dort ausgeglüht und gleichzeitig Wärmeübertragung. Der Behälter kann eine glänzende durch ihren Hals evakuiert, anschließend aus der Oberfläche haben und wird vorzugsweise aus einem beheizten Zone herausgebracht und an ihrem Hals 5 Werkstoff hergestellt, der die Wärme unter den Ververschlossen wird, wird erfindungsgemäß zur Er- fahrensbedingungen rasch absorbiert, reichung eines Wärmeaustausches in der beheizten Unter diesen Umständen braucht der Evakuierungs-Zone die Röhre vorher in ein Gehäuse gebracht, das ofen, nur so lang zu sein, um ein ausreichendes Auseinenbestimmten Abstand von den Wänden und dem glühen und Evakuieren der Ganzglasröhren zu erHals der Röhre hat, wobei der Hals aus dem Gehäuse io möglichen. Er erfordert infolgedessen eine beträchtlich herausragt und an eine Vakuumquelle angeschlossen geringere Kapitalanlage und weniger Raum als die wird-, wobei das Gehäuse nach außen hin in der be- üblichen Vorrichtungen; die im Gehäuse befindliche heizten Zone um den Röhrenhals herum offen ist. Röhre kann mit ihrer Ausglühtemperatur aus dem

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung Evakuierungsofen herausgenommen werden. Falls zur Durchführung dieses Verfahrens. Sie umfaßt 15 jedoch erwünscht, kann man das Auslaßende des Ofens einen trichterförmigen Gehäuseteil, dessen Innenfläche auch auf einer etwas niedrigeren, jedoch gegenüber mit der Außenfläche des Trichterstückes der Bildröhre der gewöhnlichen noch erhöhten Temperatur halten, übereinstimmt, und einen Deckel, dessen Innenfläche Die Verwendung eines Evakuierungsofens von gemit der Außenfläche der Bildfläche der Bildröhre über- nügender Länge zur Gewährleistung des üblichen einstimmt, sowie Vorrichtungen innerhalb des Ge- 20 Temperaturgefälles ist jedoch nicht mehr erforderlich; häuses, durch die die Bildröhre in einer solchen die bisher aufgetretenen Schwierigkeiten und Nachstellung gehalten wird, daß die Bildfläche einen teile lassen sich vermeiden, und außerdem ist der die geringen Abstand vom Deckel und der Trichter- zur Behandlung einer Röhre bis zu ihrem Verabschnitt einen geringen Abstand von der ent- schließen benötigte Aufwand an Zeit und Kosten sprechenden Gehäusewandung aufweist. Bei dieser 25 wesentlich geringer.

Vorrichtung ist die Wandstärke des trichterförmigen Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfin-

Teiles größer als die des Deckels. Der trichterförmige dung folgt nunmehr eine Erläuterung an Hand der

Teil besitzt eine schwächer wärmeabstrahlende Innen- Zeichnungen. In diesen. Zeichnungen ist

oberfläche als der Deckel. Der Deckel ist durch Fig. 1 eine graphische Darstellung, die eine typische

Scharniere an dem Behälter befestigt. An der Außen- 30 Kurve des Lufttemperaturanstiegs an der Außenwand

seite des Gehäuses sind Mittel zur Befestigung auf einer Ganzglas-Fernseh-Bildröhre zeigt, die innerhalb

einem Evakuierungsschlitten mit nach unten ge- eines erfindungsgemäßen Gehäuses behandelt wird,

richteter Gehäuseöffnung angebracht. In dem in Fig. 1 dargestellten besonderen Fall wird

Der technische Fortschritt besteht darin, daß das die in dem Gehäuse befindliche Röhre durch eine all-Gehäuse, in das die Röhre eingeführt wird, zur 35 gemein und gleichmäßig über die Ausglühtemperatur Temperaturregelung dient, wobei der Wärmeausgleich der Röhre hinaus erwärmte Atmosphäre und anzwischen. einer Außenatmosphäre mit verhältnismäßig schließend durch eine ähnlich erwärmte Atmosphäre gleichbleibender Temperatur und der Atmosphäre mit etwas niedrigerer Temperatur geführt; die Kurve innerhalb des Gehäuses und innerhalb der Röhre zeigt auch die Temperatur dieser Luft während der sowie zu oder von der Röhre selbst allmählich und 40 Abkühlung der im Gehäuse befindlichen Röhre nach gleichmäßig ohne Wärmestöße oder -spannungen vor ihrer Überführung aus der letztgenannten beheizten sich geht, die etwa zum Bruch der Röhre führen Zone in eine Atmosphäre von Zimmertemperatur, könnten. Dementsprechend läßt sich eine derartige, in Fig. 2 zeigt einen Seitenriß und teilweisen Schnitt einem Gehäuse befindliche Röhre ohne weiteres in eines Evakuierungsofens, in dem sich ein von einem einen Evakuierungsofen, einführen, dessen Einlaßende 45 Schlitten getragenes Gehäuse mit einer Ganzglasauf einer solchen praktisch gleichmäßigen Temperatur Fernseh-Bildrölire befindet, die während der Begehalten wird, die vorzugsweise, ausreicht, um die wegung durch diesen Ofen evakuiert und ausgeglüht Röhre rasch auf ihre Ausglühtemperatur zu bringen, werden soll. Auf der linken Seite dieses Ofens zeigt während die übrigen Zonen des Ofens auf niedrigerer Fig. 2 weiterhin einen Schlitten, auf dem eine innerTemperatur gehalten werden, die lediglich ausreicht, 5o halb eines Gehäuses befindliche Röhre angebradit ist um die Röhre mindestens annähernd auf ihrer einmal und der gerade in den Ofen eingeführt wird, erreichten Ausglühtemperatur zu halten. Nach ge- Fig. 3 zeigt eine in einem Behälter befindliche, von nügendem Ausglühen und Evakuieren kann man die einem Schlitten getragene Röhre, die gerade aus dem in dem Gehäuse befindliche Röhre ohne Rücksicht auf Ofen von Fig. 2 herausgenommen wurde, sowie darihre Temperatur gefahrlos aus dem Ofen heraus ins 55 über ein Teilstück einer dazugehörigen Förder-Freie bringen. vorrichtung.

Die Wärme wird beim Beheizen der in dem Gehäuse Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch Linie 4-4 von

befindlichen Röhre nach ihrer Einführung in den Fig. 2.

Evakuierungsofen je nachdem in erster Linie durch Die Kurve A in Fig. 1, welche die Lufttemperatur Ausstrahlung und/oder durch Konvektion, auf das ⁶Q rings um eine in einem Gehäuse befindliche Bildröhre Gehäuse übertragen, das diese Wärme aufnimmt und angibt, zeigt während etwa, der ersten 5 Minuten der sie seinerseits auf die eingeschlossene Röhre, in. erster Bewegung durch eine Zone B eines Evakuierungs-Linie durch Strahlung, überträgt. Bei der Heraus- ofens, der über den größten Teil seiner Länge auf nähme der in dem Gehäuse befindlichen Röhre aus etwa 475° C erwärmt wird, einen ziemlich steilen und dem Ofen verliert die Röhre ihre Wärme haupt- 65 verhältnismäßig gleichmäßigen Temperaturanstieg sächlich durch Strahlung an den Behälter, der diese von etwa 25 auf 300° C. Da, der Temperatur-Wärme aufnimmt und sie wiederum in erster Linie unterschied zusehends kleiner wird, verlangsamt sich durch Strahlung und/oder Konvektion an die um- der weitere Temperaturanstieg dieser Luft, bleibt gebende Atmosphäre abgibt. Das Wärmeaufnahme- aber im wesentlichen noch gleichmäßig. Insgesamt vermögen und die Wärmeleitfähigkeit des Gehäuses 70 vergehen etwa 18 Minuten, bis die unmittelbar die

Röhre umgebende Luft etwa 425° C warm ist. Zu diesem Zeitpunkt hat die Röhre selbst eine Temperatur von etwa 400° C erreicht und gelangt nun in die Zone C des Evakuierungsofens, die vorzugsweise auf eine etwas niedrigere Temperatur erwärmt ist, die jedoch genügt, um die Röhre während, der für das gewünschte Ausglühen benötigten Zeit auf der erreichten Temperatur zu halten,. Wie bereits erwähnt, sinkt die Temperatur der die Röhre umgebenden Luft nach deren Durchgang durch die Zone B ziemlich rasch, jedoch nicht zu scharf, bis auf etwa 400° C ab und bleibt im wesentlichen in der Zone C unverändert.

Die eingeschlossene Röhre wird nunmehr vorzugsweise ins Freie gebracht. Die Abkühlung der Röhre wird dabei durch das Gehäuse derart verzögert, daß die Temperatur der Röhre und der sie umgebenden Luft dem nahezu geradlinigen Teil der abfallenden Kurve folgt, bis die Temperatur der Röhre so weit gesunken ist, daß die Röhre gefahrlos aus dem Gehäuse entfernt werden kann. Wie bereits erwähnt, können die ausgeglühten und evakuierten Röhren jederzeit verschlossen werden, gewöhnlich geschieht dies jedoch unmittelbar oder kurz nach ihrer Herausnahme aus der Zone C.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, ist die Kurvet nicht nur in der Anwärmzone gleichmäßig, sondern verläuft auch in der Abkühlungsstufe nach Herausnahme des Gehäuses aus den Heizzonen allmählich und gleichmäßig. Im Gegensatz zu dem üblichen Verfahren treten bei dieser Kurve nicht die sonst kennzeichnenden plötzlichen Temperaturänderungen, auf.

Es ist zu bemerken, daß die zum Erwärmen der Röhre auf die Ausglühtemperatur benötigte Zeit noch abgekürzt werden kann, indem man in der gesamten Heizzone. B eine höhere Temperatur einhält oder diese Zone in zwei oder mehrere Teilzonen mit steigenden Temperaturen unterteilt. Beim Erwärmen darf im allgemeinen, die Temperatur der Röhre nicht bis auf den Erreichungspunkt ihrer Glashülle erhöht werden. Außerdem sollten die Höchsttemperaturen, denen die Bildschirm-Phosphore ohne Schädigung ausgesetzt werden dürfen, nicht überschritten werden..

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Evakuierungsofen, in seiner ganzen Länge auf etwa gleichmäßiger Temperatur gehalten, oder man hält nur den unmittelbar am Auslaßende gelegenen Teil des Ofens auf einer etwas niedrigeren Temperatur, so· daß die in dem Gehäuse befindliche Röhre bei einer wenig unterhalb ihrer Ausglühtemperatur liegenden Temperatur (z. B. etwa 350° C) aus dem Ofen ausgetragen wird.

In den übrigen Figuren der Zeichnungen hat der Evakuierungsofen 11 die übliche Form und ist vorzugsweise mit geeigneten, elektrischen Heizelementen 12 versehen, die zur Aufrechterhaltung der gewünschten Temperaturen Regelungseinrichtungen (nicht gezeigt) besitzen können. Außerdem hat der Ofen 11 eine der Länge nach durch seine Bodenwand 14 gehende Schlitzöffnung 13 (Fig. 4), so daß man ein auf einem Evakuierungsschlitten 16 befindliches Blechgehäuse 15 für die zu glühende Röhre durch den Ofen bewegen kann, indem man den Schlitten, in üblicher Weise über ein, geeignetes Gleis 17 schiebt.

Zur leichteren Handhabung des Gehäuses 15 besitzt dieses an seinem Deckel 18 eine Öse 20, in die ein Haken 21 (Fig. 3) einer Hebe- und Fördervorrichtung eingreifen kann. Durch diese Vorrichtung kann man das Gehäuse 15 nach dem Zuschmelzen der Röhre bequem von dem Schlitten 16 abheben und die in dem Gehäuse befindliche Röhre an andere Plätze zur weiteren Behandlung und Bearbeitung vor ihrer Herausnahme aus dem Gehäuse befördern.

Der Deckel 18 bildet einen beträchtlichen Teil des ganzen Gehäuses 15, um eine innerhalb des Gehäuses befindliche Röhre leicht und rasch zugänglich zu machen. Sie ist auf der einen. Seite, bei 25, um ein Scharnier drehbar, auf der entgegengesetzten. Seite mit Klammern 26 versehen. Auf entgegengesetzten Seiten des Gehäuses sind außen Winkeleisen 27 und angebracht, die zu seiner Abstützung auf den von dem Schlitten 16 aufwärts ragenden Stäben 29 und. 30 dienen. Zur Unterbringung einer Röhre 32 innerhalb des Gehäuses 15 in geeignetem Abstand von dessen Wänden ist eine Anzahl entsprechend eingestellter Rollen 23 in bestimmter Entfernung voneinander an den Innenwänden des Gehäuses angebracht; es lassen sich jedoch gegebenenfalls auch Abstandstücke in Form von Blöcken aus feuerfestem Werkstoff allein oder in Verbindung mit derartigen Rollen anwenden.

Claims (6)

Patentansprüche.

1. Verfahren zur Entgasung einer Fernseh-Bildröhre durch Ausglühen und Evakuieren, bei dem die Röhre in eine beheizte Zone eingeführt, dort ausgeglüht und gleichzeitig durch ihren Hals evakuiert, anschließend aus der beheizten Zone herausgebracht und an. ihrem Hals verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erreichung eines Wärmeaustausches in der beheizten Zone die Röhre vorher in ein Gehäuse gebracht wird, das einen bestimmten Abstand von den Wänden und dem Hals dar Röhre hat, wobei der Hals aus dem Gehäuse herausragt und an eine Vakuumquelle angeschlossen wird, wobei das Gehäuse nach außen hin in der beheizten Zone um den Röhrenhals herum offen ist.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen trichterförmigen Gehäuseteil, dessen Innenfläche mit der Außenfläche des Trichterstücks der Bildröhre übereinstimmt, und einen. Deckel, dessen Innenfläche mit der Außenfläche der Bildfläche der Bildröhre übereinstimmt, sowie Vorrichtungen innerhalb des Gehäuses, durch die die Bildröhre in einer solchen Stellung gehalten wird, daß die Bildfläche einen geringen Abstand vom Deckel und der Trichterabschnitt einen geringen. Abstand von der entsprechenden Gehäusewandung aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des trichterförmigen Teils größer als die des Deckels ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der trichterförmige Teil eine schwächer wärmebestrahlende Innenoberfläche besitzt als der Deckel.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel durch Scharniere an dem Behälter befestigt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite des Gehäuses Mittel zur Befestigung auf einem Evakuierungsschlitten mit nach unten gerichteter Gehäuseöffnung angebracht sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 532 315.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 709 807/219 11'.