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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kathodenstrahlröhren (CRTs
= cathode ray tubes) und insbesondere eine Spannungsmaskenanordnung
mit einem Schwingungsdämpfer
an einem Bereich der Spannungsmaske.
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Hintergrund
der Erfindung
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Eine
Kathodenstrahlröhre
oder CRT enthält eine
Elektronenkanone zum Erzeugen und zum Richten von drei Elektronenstrahlen
auf einen Schirm der Röhre.
Der Schirm liegt auf der Innenseite der Schirmträgerplatte der Röhre und
besteht aus einer Anordnung von Elementen von drei, verschiedene Farben
emittierenden Phosphoren. Eine Schattenmaske, die entweder eine
geformte Maske oder eine Spannungsmaske mit Streifen sein kann,
liegt zwischen der Elektronenkanone und dem Schirm. Die von der
Elektronenkanone emittierten Elektronenstrahlen laufen durch Öffnungen
in der Schattenmaske, treffen auf den Schirm auf und bewirken, dass
die Phosphore Licht emittieren, so dass ein Bild auf der Betrachtungsfläche oder
dem Bildschirm der Schirmträgerplatte
wiedergegeben wird.
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Ein
Typ einer CRT enthält
eine Spannungsmaske mit einem Satz von Streifen, die auf einen Maskenträgerrahmen
gespannt sind, um ihre Neigung zu verringern unter einer externen
Anregung zum Schwingen mit großen
Amplituden. Derartige Schwingungen würden eine starke Fehlausrichtung des
Elektronenstrahls erzeugen und würden
in störenden
Bildanomalien für
den Betrachter der CRT resultieren.
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Ein
Verfahren zur Spannung einer Maske benutzt einen Masken-Träger- oder
Stützrahmen
mit einem Paar von Stützblatteilen
an gegenüberliegenden Seiten
des Rahmens parallel zu der Hauptachse der Schattenmaske. Die Schattenmaske
erstreckt sich zwischen den Stützblatteilen
und wird unter Spannung gehalten, um ihre Neigung zum Schwingen
zu verringern. Ein Problem besteht darin, dass die die Maske tragenden
Stützblatteile
Schwingungen relativ zu dem Rahmen unterliegen, wenn externe Schwingungen
oder Mikrophonieschwingungen auf den Rahmen übertragen werden. Derartige
externe Schwingungen können
dann in unerwünschterweise auf
die Spannungsmaske übertragen
werden.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
Erfindung schafft eine CRT mit einer Spannungsmaske und einem Schwingungsdämpfer zur
Aufnahme von Schwingungen von der Spannungsmaske. Die Spannungsmaske
ist an einem Stützrahmen
befestigt, wobei der Stützrahmen
lange Seiten (22, 24) parallel zu einer Hauptachse und kurze Seiten
parallel zu einer Nebenachse (26, 28) aufweist.
Die Spannungsmaske umfaßt
Ränder,
die in der Nähe
der kurzen Seiten und parallel zu diesen liegen. Der Schwingungsdämpfer umfaßt ein längliches Streifenteil
mit einem ersten und einem zweiten Ende, die an Befestigungsstellen
entlang des Randes liegen, bzw. einem Hauptteil, der mit dem Rand
in Reibungskontakt ist.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnung
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Die
Erfindung wird nunmehr anhand eines Beispiels und der beigefügten Figuren
beschrieben:
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1 zeigt eine Querschnittsansicht
einer CRT mit einer Anordnung aus einer Spannungsmaske und einem
Stützrahmen.
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2 zeigt eine perspektivische
Ansicht der Anordnung mit der Spannungsmaske und dem Stützrahmen.
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3 zeigt einen perspektivischen
Ausschnitt des in 2 dargestellten
unteren Eckenteils.
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4 zeigt einen perspektivischen
Ausschnitt ähnlich
zu dem aus 3 für eine erste
alternative Ausführungsform.
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5 zeigt einen perspektivischen
Ausschnitt ähnlich
zu dem aus den 3 und 4 für eine zweite alternative Ausführungsform
der Erfindung.
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6 zeigt eine Querschnittsansicht
entlang der Linie 6-6 in 5.
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7 zeigt einen perspektivischen
Ausschnitt ähnlich
zu dem aus 3 für eine dritte
alternative Ausführungsform
der Erfindung.
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8 zeigt einen Querschnitt
entlang der Linie 8-8 in 7.
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9 zeigt einen perspektivischen
Ausschnitt ähnlich
zu dem aus 3 und veranschaulicht
eine vierte alternative Ausführungsform
der Erfindung.
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10 zeigt eine Querschnittsansicht
entlang der Linie 10-10 in 9.
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11 zeigt eine Querschnittsansicht
einer fünften
alternativen Ausführungsform
der Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt eine Kathodenstrahlröhre (CRT) 1 mit
einem Glaskolben 2 mit einer rechteckförmigen Schirmträgerplatte 3 und
einem damit über
einen Trichter 5 verbundenen röhrenförmigen Hals 4. Der Trichter 5 enthält eine
(nicht dargestellte) innere leitende Schicht, die sich von einem
Anodenanschluss 6 zu der Schirmträgerplatte 3 und zu
dem Hals 4 erstreckt. Die Schirmträgerplatte 3 enthält einen
Bildschirm 8 und einen peripheren Flansch oder eine Seitenwand 9,
die über
eine Glasfritte 7 mit dem Trichter 5 verbunden
ist. Ein Dreifarben-Phosphorschirm 12 liegt auf der Innenfläche der
Schirmträgerplatte 3. Der
Schirm 12 ist ein sogenannter Zeilenschirm, wobei die Phosphorstreifen
in Dreiergruppen angeordnet sind und jede der Dreiergruppen einen
Phosphorstreifen jeder der drei Farben enthält. Eine durch die Maskenanordnung
gestützte
Spannungsmaske ist abnehmbar in einem vorbestimmten Abstand zu dem Schirm 12 gelagert.
Eine Elektronenkanone 13, die in 1 durch gestrichelte Linien schematisch
dargestellt ist, liegt zentrisch in dem Hals 4 zur Erzeugung und
zur Ausrichtung der drei Inline-Elektronenstrahlen, ein mittlerer
Strahl und zwei seitliche oder äußere Strahlen,
entlang konvergenten Wegen durch die Anordnung 10 mit der
Spannungsmaske und dem Stützrahmen
zu dem Schirm 12.
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Die
CRT 1 ist für
eine Anwendung mit einem externen Magnetablenkjoch 14 vorgesehen,
das in der Nähe
der Trichter/Hals-Verbindung dargestellt ist. Im Betrieb unterwirft
das Joch 14 die drei Strahlen Magnetfeldern, die bewirken,
dass die Strahlen horizontal und vertikal in einem rechteckförmigen Raster über den
Schirm 12 abgelenkt werden.
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Die
Anordnung 10 aus der Spannungsmaske und dem Stützrahmen,
wie sie in 2 dargestellt ist,
enthält
einen Rahmen 20 und ein Paar von an dem Rahmen 20 befestigten
Stützblatteilen 40.
Der Rahmen besteht aus zwei langen Seiten 22 und 24 und
zwei kurzen Seiten 26 und 28, die in einer Ebene zum
Halten einer Spannungsmaske 30 liegen. Die beiden langen
Seiten 22 und 24 des Rahmens 20 liegen
parallel zu einer mittigen Hauptachse X der CRT, und die beiden
kurzen Seiten 26 und 28 liegen parallel zu einer
mittigen Nebenachse Y der CRT. Die Stützblatteile 40 sind
zum Halten der Spannungsmaske 30 an den Blattkanten 42 an
den langen Seiten 22 und 24 befestigt. Die Maske 30 ist
zur Vereinfachung in 2 als
flache, ebene Oberfläche
dargestellt. Sie besteht jedoch aus einer Vielzahl von Öffnungen 32,
die am besten in 3 teilweise
dargestellt sind.
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In 3 ist eine Explosionsansicht
der Anordnung 10 mit der Spannungsmaske und dem Rahmen
dargestellt. Die Spannungsmaske 30 besteht aus einer dünnen Metallschicht,
im allgemeinen Stahl oder Invar, die geätzt oder auf andere Weise so
verarbeitet ist, dass sie eine Vielzahl von Streifen 32 bildet.
Ränder 36 an
gegenüberliegenden
Enden der Streifen sind durch Schweissen mit jedem der Stützblatteile 40 und
einer Kante 42 verbunden. Die Streifen 32 erstrecken
sich parallel zu der Nebenachse Y, und eine Vielzahl von Querdrähten 34 ist
ebenfalls leitend, von den Streifen 32 isoliert und erstrecken sich
parallel zu der Hauptachse X. Die Kombination der Querdrähte 32 und
der Streifen 40 bildet eine Vielzahl von genau positionierten Öffnungen 35, durch
die der Elektronenstrahl von der Elektronenkanone 13 zu
dem Schirm 12 verläuft.
Diese Öffnungen 35 bilden
einen Arraybereich 37 zwischen den Rändern 36. Wenngleich
die Spannungsmaske starr befestigt und zwischen den Stützblatteilen 40 gespannt ist,
besteht keine stabile Stütze entlang
der Nebenachse Y. Die Spannungsmaske ist daher empfänglich für Schwingungsübertragungen
von den Stützblatteilen 46 zu
der Spannungsmaske 30.
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Die
Erfindung bewirkt eine Verringerung derartiger Schwingungen durch
Anwendung wenigstens eines Schwingungsdämpfers 46, wobei ein
Schwingungsdämpfer 46 entlang
eines Randes 36 der Spannungsmaske 30 parallel
zu der Nebenachse Y verläuft
und sich im wesentlichen zwischen den langen Seiten 22, 24 erstreckt.
Wenngleich zur Vereinfachung nur ein Schwingungsdämpfer 46 beschrieben wird,
ist es auch möglich,
dass die bevorzugte Ausführungsform
ein Paar von Schwingungsdämpfern 46 zwischen
den gegenüberliegenden
Enden der Spannungsmaske 30 aufweist und der Dämpfer 46 sich
parallel zu der Nebenachse Y erstreckt. Der Schwingungsdämpfer 46 ist
ein länglicher
Streifen, der an einer Befestigungsstelle 48 an jedem der
Ränder 36 befestigt
ist. Das längliche
Streifenteil enthält ein
erstes und ein zweites Ende, die auf einer Oberfläche entlang
dem Rand 36 der Spannungsmaske 30 befestigt sind,
und von denen ein wesentlicher Teil auf die Oberfläche des
Rands 36 einwirkt. Das erste und das zweite Ende sind an
Befestigungsstellen 48 an der Fläche des Randes 36 befestigt.
Die Befestigung erfolgt vorzugsweise durch Schweissen, es kann jedoch
auch eine Befestigung durch Kleber oder andere geeignete Techniken
vorgesehen sein. Es ist auch möglich,
dass, wenngleich der Schwingungsdämpfer 46 hier als
entlang der Schirmseite der Maske 30 befestigt dargestellt
ist, er alternativ an der der Spannungsmaske 30 gegenüberliegenden Kanonenfläche befestigt
ist. Wenngleich der Schwingungsdämpfer 46 an
beiden Enden befestigt ist, steht er über einen wesentlichen Teil
seiner Oberfläche zwischen
den Befestigungsstellen 48 in einem Reibungskontakt mit
der Schattenmaske 30. Wenn die Spannungsmaske 30 zum Schwingen
neigt, werden die Schwingungen durch Reibung zwischen dem Rand 36 und
dem Dämpfer
sowie entlang des Dämpfers 46 induzierter
Spannungsenergie gedämpft.
Die Schwingungsenergie der Maske 30 wird entweder durch
Verbindungsbalken in einer sogenannten "Web-Type"-Maske oder Querdrähte in einer Streifenmaske übertragen.
Der Dämpfer 46 kann
optional auf der Seite eine raue Oberfläche aufweisen, die mit der
Spannungsmaske 30 in Kontakt steht, um bei Schwingungen
die Reibung zwischen diesen Komponenten zu erhöhen.
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Das
Material des Schwingungsdämpfers 46 kann
optional mit einem thermischen Ausdehnungskoeffizienten gewählt werden,
der sich von demjenigen der Spannungsmaske 30 unterscheidet.
Die Wahl eines derartigen Materials wird bei Anwendungen bevorzugt,
wo eine zusätzliche
Spannung oder Entspannung auf der Nebenachse Y der Spannungsmaske 30 während thermischer
Zyklen gefordert wird. Obwohl der Schwingungsdämpfer 46 für die Anwendung
bei einer Spannungsmaske 30 dargestellt ist, ist er ebenso
auf andere Typen von Masken anwendbar, wie zum Beispiel Schattenmasken,
gespannte "tie bar"-Masken, Fokusmasken
und andere.
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4 zeigt eine erste alternative
Ausführungsform,
bei der der Schwingungsdämpfer 46 im wesentlichen ähnlich ist
zu dem in 3 gezeigten, außer, dass
die Befestigungsstellen 148 nach innen von dem Stützblatteil 40 verschoben
dargestellt sind.
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5 und 6 zeigen eine zweite alternative Ausführungsform,
bei der der Schwingungsdämpfer 46 durch
Anwendung einer Stützplatte 50 an
der Spannungsmaske 30 befestigt ist, wobei die Stützplatte 50 mit
dem Schwingungsdämpfer 46 über eine Öffnung 44 in
der Spannungsmaske befestigt ist. Wie am besten in 6 gezeigt ist, ist ein Kleber 52 an dem
Schwingungsdämpfer 46 an
der Befestigungsstelle 148 in der Öffnung 44 angebracht.
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Die
Trägerplatte 50 ist
dann an den gegenüberliegenden
Seiten der Spannungsmaske 30 derart angebracht, dass sie
den Kleber 52 durch die Öffnung 44 kontaktiert
und so die Spannungsmaske 30 zwischen dem Schwingungsdämpfer 46 und
der Trägerplatte 50 fixiert.
In dieser Ausführungsform
sowie auch den anderen ist es möglich,
dass der Schwingungsdämpfer 46 entweder
auf der der Kathode zugewandten Seite des Schirms oder auf der der
Spannungsmaske 30 zugewandten Seite des Schirms liegen
kann, während
die Trägerplatte 50 auf
der dem Schwingungsdämpfer 46 zugewandten
Seite liegt.
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Eine
dritte alternative Ausführungsform
ist in den 7 und 8 dargestellt, bei der eine
Trägerplatte 50 ähnlich gegenüber dem
Schwingungsdämpfer 46 um
die Öffnung 44 herum
liegt. In dieser Ausführungsform
dient jedoch anstelle der Anwendung eines Klebers 52 an
der Befestigungsstelle 148 ein Bolzen 152 zur
Befestigung der Trägerplatte 50 an
dem Schwingungsdämpfer 46.
Ebenso ist es möglich, dass
bei dieser Ausführungsform
sowie in jeder der anderen der Schwingungsdämpfer 46 entweder
auf der der Kanone zugewandten Seite oder der dem Schirm zugewandten
Seite der Spannungsmaske 30 liegt, während die Trägerplatte 50 auf
der dem Schwingungsdämpfer 46 zugewandten
Seite liegt.
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9 und 10 zeigen eine vierte alternative Ausführungsform,
bei der der Schwingungsdämpfer 46 durch
einfache Abwinkelung eines Teils durch die Öffnung 44 an der Spannungsmaske 30 befestigt wird.
Wie am besten in 10 gezeigt
ist, erstreckt sich ein abgewinkelter Teil 49 durch die Öffnung 44 und
um die gegenüberliegende
Seite der Spannungsmaske 30, so dass die Maske 30 zwischen dem
abgewinkelten Teil 49 und dem übrigen Teil des Schwingungsdämpfers 46 liegt.
Bei dieser Ausführungsform
wie auch bei den anderen ist es möglich, dass der Schwingungsdämpfer 46 sowohl
auf der der Kanone zugewandten Seite oder der dem Schirm zugewandten
Seite der Spannungsmaske 30 liegen kann, während der
abgewinkelte Teil 49 auf der dem Schwingungsdämpfer 46 zugewandten
Seite liegt.
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11 zeigt eine fünfte alternative
Ausführungsform,
bei der ein hervorspringender Teil 43 in dem Schwingungsdämpfer 46 gebildet
ist. Hier umfaßt
der vorspringende Teil 43 einen halbkreisförmig gebogenen
Bereich, der sich von dem Schwingungsdämpfer 46 nach außen erstreckt
und in der Nähe
der Befestigungsstelle 48 entlang der Spannungsmaske 30 liegt.
Der hervorspringende Teil 43 ist insbesondere in Fällen nützlich,
wo Materialien mit unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten
für den Schwingungsdämpfer 46 benutzt
werden. Der vorspringende Teil 43 dient dazu, dass der
Schwingungsdämpfer 46 sich
während
thermischer Zyklen entlang der Spannungsmaske 30 ausdehnen
kann, ohne übermäßige Schwerkräfte auf
die Befestigungsstelle 48 auszuüben. Der vorspringende Teil 43 hält die strukturelle
Integrität
des länglichen
Streifenteils elastisch aufrecht. Es ist dabei möglich, dass der vorspringende
Teil 43 optional bei jeder der oben erläuterten alternativen Anwendungen
anwendbar ist.
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Da
der Schwingungsdämpfer 49 über einen nennenswerten
Teil seiner Oberfläche
in Reibungskontakt mit der Spannungsmaske 30 steht, dient
er in vorteilhafter Weise zur Verbesserung der Schwingungsdämpfung der
Spannungsmaske 30 entlang der Nebenachse.
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Zusammenfassung
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Die
Erfindung betrifft einen verbesserten Schwingungsdämpfer (46)
zur Anwendung in einer Spannungsmasken-Anordnung (10) einer
Kathodenstrahlröhre
(1). Der verbesserte Schwingungsdämpfer liegt an Kanten (42)
einer Spannungsmaske (30), die an einem Stützrahmen
(20) befestigt ist. Der Schwingungsdämpfer besteht aus einem länglichen Streifenteil
mit einem ersten und einem zweiten Ende, die an einer Oberfläche der
Spannungsmaske an ihren Rändern
(36) befestigt ist. Ein wesentlicher Teil des länglichen
Streifenteils zwischen dem ersten und dem zweiten Ende liegt in
Reibungskontakt mit der Spannungsmaske und nimmt in der Maske erzeugte Schwingungen
auf.
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