DE1174913B

DE1174913B - Verfahren zum Verstaerken der UEbergangszone zwischen Fenster und Konus einer Elektronen-strahlroehre mittels eines Metallbandes

Info

Publication number: DE1174913B
Application number: DEN21228A
Authority: DE
Inventors: Johannes De Gier; Willem Fokko Nienhuis; Jan Willem Ruis
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1961-02-24
Filing date: 1962-02-20
Publication date: 1964-07-30
Also published as: US3260397A; OA00748A; ES274832A1; CH413125A; GB977654A; DE1880833U

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: HOIj

Deutsche KL: 21g-13/28

Nummer: 1174 913

Aktenzeichen: N 21228 VIII c / 21 g

Anmeldetag: 20. Februar 1962

Auslegetag: 30. Juli 1964

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verstärken der Übergangszone zwischen Fenster und Konus einer evakuierten Elektronenstrahlröhre mit Hilfe eines Metallbandes, dessen Form dem Umriß der zu verstärkenden Wandung angepaßt ist und dessen Innenabmessungen etwas größer sind als die Außenabmessungen des zu verstärkenden Bandteiles, wobei der Raum zwischen Metallband und Wandung mit einem erhärtenden Füllstoff ausgefüllt ist.

Es ist bekannt, das Band vor dem Evakuieren des Glasgefäßes aufzubringen und mit Hilfe von Bolzen oder durch Aufschrumpfen einen starken Druck auf die Glasoberfläche auszuüben, der den etwa entstehenden gefährlichen Zugspannungen entgegenwirkt. Auch ist es bekannt, einen Metallring ganz oder teilweise in das Glas der Wandung einzuschmelzen.

Da es praktisch nahezu unmöglich ist, die Oberfläche der Glaswand und eines Metallbandes derart zu bearbeiten, daß das Metall überall genau am Glas anliegt, ergibt sich hierbei eine ungleichmäßige Verteilung der Spannungen, und die Gefahr des Glasbruches wird beträchtlich vergrößert, insbesondere beim Aufschrumpfen, weil dann schon geringe Abweichungen im Durchmesser des Ringbandes oder des Kolbens zu großen Druckunterschieden führen. Biegsame Bänder können sich zwar Ungleichmäßigkeiten der Oberfläche besser anschmiegen, jedoch haben sie den Nachteil, daß das Metall nachgeben kann, wodurch der erreichbare Druck und damit die verstärkende Wirkung begrenzt werden; außerdem führen die biegsamen Teile des Ringbandes Unregelmäßigkeiten in der Berührungsfläche zwischen dem Ringband und dem Glas herbei.

Wenn der Metallring völlig oder teilweise im Glas der Röhrenwand eingeschmolzen wird, ist eine kostspielige Metallegierung erforderlich und die Herstellung sehr umständlich.

Bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art wird die Herstellung wesentlich erleichtert, und auch ohne Ausübung eines Druckes auf die Glaswand wird Sicherheit gegen eine gefährliche Implosion erreicht, wenn gemäß der Erfindung wenigstens ein vorher hergestelltes metallenes Ringband angebracht wird, ohne daß das Metall des Ringbandes mit der Glaswand in Berührung kommt, und wenn danach der Raum zwischen dem Ringband und der Glaswand mit dem erhärtenden Füllstoff, vorzugsweise einem Kunststoff, ausgefüllt wird.

Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, daß es bekannt ist, vor dem Evakuieren des Kolbens ein Metallband über die Röhre zu schieben, wobei vor-Verfahren zum Verstärken der Übergangszone
zwischen Fenster und Konus einer Elektronenstrahlröhre mittels eines Metallbandes

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,

Eindhoven (Niederlande)

Vertreter:

Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,

Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Johannes de Gier,

Willem Fokko Nienhuis,

Jan Willem Ruis, Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 24. Februar 1961 (261 678)

her ein Kitt oder ein Klebemittel als die Zwischenräume ausgleichendes Material auf die Außenseite der Röhre oder die Innenseite des Bandes aufgetragen worden ist. Dabei muß dieses Material die beim Evakuieren notwendige Temperatur aushalten, und es wird mittels des Bandes ein beträchtlicher Druck auf die Röhre ausgeübt. Wegen der bereits vor dem Aufschieben des Bandes erfolgenden Anbringung des Materials ist nicht sichergestellt, daß nach dem Aufbringen an keiner Stelle das Metall des Bandes auf dem Glas der Wandung aufliegt. Eine ungleichmäßige Beanspruchung des Glases kann somit nicht verhindert werden.

Da bei dem beschriebenen Verfahren der Raum zwischen Ringband und Glas erst nach dem Anbringen des Bandes ausgefüllt wird, kann sichergestellt werden, daß das Band an keiner Stelle die Glaswand berührt und daß das den Zwischenraum ausfüllende Material überall die Glasoberfläche bedeckt. Da weiter eine Erhitzung nach dem Aufbringen des Bandes nicht mehr erforderlich ist, können übliche, nicht temperaturfeste, gut haftende Kunststoffe verwendet werden.

Es ergibt sich, daß das Glas bei einem etwaigen Bruch dann nicht ausweichen kann, so daß ein Sprung nicht weiter durchläuft und die Röhre sich nur langsam mit Luft füllt, so daß die Implosions-

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gefahr völlig beseitigt ist. Dies gilt sogar für einen im Bildfenster auftretenden Sprung, obwohl dieses Fenster selbst nicht mit dem Kunststoff bedeckt ist. Dabei ist es nicht aufwendig, einen Druck auf die Glasoberfläche auszuüben, so daß die Herstellung wesentlich vereinfacht ist.

Vorzugsweise wird ein Kunststoff verwendet, der gut am Metall und an der Wand haftet. Gegebenenfalls kann die Glaswand vorher mit einer dünnen Schicht dieses Kunststoffes oder eines anderen, be- ίο sonders gut am Glas haftenden Kunststoffes versehen werden. Diese Zwischenschicht bietet den weiteren Vorteil, daß der Ring ohne weiteres auf die Glaswand heraufgeschoben werden kann, da die Zwischenschicht dann eine direkte Berührung zwisehen Metall und Glas verhütet.

Der Raum zwischen dem Ring und dem Glas bzw. der Zwischenschicht wird dann mit dem erhärtenden Kunststoff vollgespritzt, wobei der Metallring gegebenenfalls völlig im Kunststoff eingebettet werden kann.

Der Ring kann aus einem beliebigen Metall bestehen. Vorzugsweise wird ein Stahlring verwendet.

Da der ganze Arbeitsvorgang ohne Erhitzung erfolgen kann, nachdem die Elektronenstrahlröhre völlig fertiggestellt ist, spielt der Ausdehnungskoeffizient des Metalls keine nennenswerte Rolle, und auf die Röhrenwand wird kein zusätzlicher Druck ausgeübt. Gewünschtenfalls kann man aber auch einen gewissen Druck durch das Ringband über die Kunststoffschicht auf das Glas ausüben lassen, indem der Spritzvorgang bei einer erhöhten Temperatur des Ringes durchgeführt wird. Das Ringband besteht dann vorzugsweise aus einem Metall mit einem hohen Ausdehnungskoeffizienten, wie z. B. Aluminium.

Der Kunststoff kann sich über eine Zone beiderseits des Metallringes erstrecken und kann an den außerhalb des Ringes liegenden Stellen gegebenenfalls mit einem Glas- oder anderen Gewebe aus hinreichend widerstandsfähigem Material verstärkt werden, so daß auch bei einem etwaigen Herausschlagen einer Scherbe aus der Wand das Wegspringen derselben verhütet wird.

Der Kunststoff besteht vorzugsweise aus einem ungesättigten Polyesterharz. Die Zwischenschicht kann aus Polyvinylacetat bestehen.

Das Verfahren wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch eine nach dem Verfahren hergestellte Elektronenstrahlröhre, und die

F i g. 2 und 3 zeigen je ein Detail weiterer Ausführungsformen.

In F i g. 1 bezeichnet 1 das Fenster einer Fernseh-Bildwidergaberöhre, 2 den Glaskonus und 3 den Hals. Die Übergangszone zwischen dem Fenster 1 und dem Konus 2 ist von einem metallenen Ringband 4 umgeben, derart, daß das Metall nicht mit dem Glas in Berührung ist. Der Raum zwischen dem Glas und dem Ringband wird dann mit einem Kunststoff 5 vollgespritzt, der vorzugsweise das Ringband völlig umgibt und sich über einen Teil der Röhrenwand beiderseits des Ringbandes 4 erstreckt.

Die Innenabmessungen des Ringbandes 4, welches vorzugsweise aus einem Hartmetall, wie z. B. Stahl, besteht, sind etwas größer als die Außenabmessungen der Glaswandung, so daß zwischen der Wand und dem Ringband ein Spalt von 0,5 bis 2 mm verbleibt. Das Ringband kann eine Breite von 1 bis 5 cm und eine Stärke von 1 bis 2 mm haben, entsprechend dem Elastizitätsmodul und der Zugfestigkeit des Materials. Bei einem etwaigen Bruch des Glases muß das Ringband nämlich eine so große Verstärkung der Kunststoffschicht ergeben, daß das Glas nicht ausweichen kann, so daß der Bruch sich nicht weiter im Glas fortpflanzt. Gegebenenfalls kann die Kunststoffschicht in den außerhalb des Ringbandes liegenden Zonen noch mit einem Fasermaterial, wie Glasfaser oder Glasgewebe, verstärkt werden.

Um das Anbringen des Ringbandes um den Kolben herum zu erleichtern, kann das Ringband oder der Kolben, oder gegebenenfalls beide, vorher mit einer vorzugsweise aus einem gut haftenden Kunststoff, wie z. B. Polyvinylacetat, bestehenden Zwischenschicht bedeckt werden, so daß das Ringband ohne weiteres um den Kolben geschoben werden kann, da die Zwischenschicht eine direkte Berührung zwischen Metall und Glas verhütet. Eine solche Zwischenschicht, die gegebenenfalls auch aus einem Fasermaterial, wie Glasfasern oder Glasgewebe, bestehen kann, ist in F i g. 2 mit 6 bezeichnet. Da das Ringband nicht erhitzt zu werden braucht, übt es auf den Kolben keinen Druck aus, verhütet jedoch nur, daß das Glas bei Bruch ausweichen kann. Ist dagegen ein bestimmter Druck erwünscht, so kann man den Ring beim Anbringen des Kunststoffes erhitzen und nach dem Erhärten des Kunststoffes abkühlen lassen.

Eine geeignete Kunststoffschicht 5 ergibt sich durch Polykondensation einer »-/^-ungesättigten Dikarbonsäure und eines mehrwertigen Alkohols. Das Polyester kann noch mit gesättigten und/oder Halogen enthaltenden Dikarbonsäuren modifiziert sein. Als mehrwertige Alkohole sind Glykole oder Glycerol verwendbar. Lösungen von 50 bis 70 Gewichtsprozent ungesättigtem Polyester in Styrol sind sehr geeignet verwendbar.

Die Durchhärtung kann unter dem Einfluß von an sich zu diesem Zweck bekannten Kombinationen von Katalysatoren, wie Benzoylperoxyd oder Methyl-Äthylketonperoxyd, und Beschleunigern, wie z. B. Kobaltnaphthenat oder Dimethylanilin, erfolgen.

Um zu vermeiden, daß das Polyester vorzeitig durchhärtet, kann kurz vor dem Aufbringen des Kunststoffes eine Lösung des Katalysators in einem Teil des Polyesters-Styrol-Gemisches mit einer Lösung des Härtungsbeschleunigers im Rest des Polyester-Styrol-Gemisches vermischt werden.

Die ungesättigte Polyesterlösung kann gewünschtenfalls außer Farbstoffen und Pigmenten auch Füllstoffe, wie z. B. Titandioxyd (TiO₂) enthalten zwecks Vermeidung von Schrumpfung und Springen der Schicht während des Durchhärtens.

Die Glaswandung selbst kann noch durch das Anbringen einer unter Druckspannung stehenden Glasurschicht verstärkt werden. In diesem Falle kann die Wandstärke des Glases beträchtlich geringer gewählt werden.

Soll auf der Glaswand noch eine leitende Außenschicht vorhanden sein, so kann diese auf der Kunststoffschicht angebracht werden. Es ist aber auch möglich, den Kunststoff der Schicht 5 oder der Zwischenschicht 6 selbst durch den Zusatz von Metalloder Graphitteilchen leitend zu machen.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind zwei Ringbänder 7 und 8 angebracht, deren Form der Ge-

stalt der Glaswandung 2 angepaßt ist. Auch hier ist der Raum zwischen den Ringbändern 7 und 8 und dem Glas 2 mit einer Kunststoffschicht 5 aufgefüllt.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verstärken der Übergangszone zwischen Fenster und Konus einer evakuierten Elektronenstrahlröhre mit Hilfe eines Metallbandes, dessen Form dem Umriß der zu verstärkenden Wandung angepaßt ist und dessen Innenabmessungen etwas größer sind als die Außenabmessungen des zu verstärkenden Bandteiles, wobei der Raum zwischen Metallband und Wandung mit einem erhärtenden Füllstoff ausgefüllt ist, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein vorher hergestelltes metallenes Ringband (4) angebracht wird, ohne daß das Metall des Ringbandes mit der Glaswand (1) in Berührung kommt, und daß danach der Raum zwisehen dem Ringband und der Glaswand mit dem erhärtenden Füllstoif, vorzugsweise einem Kunststoff, ausgefüllt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufschieben des Ringes zwischen der Glaswand und dem Ring eine oder mehrere, vorzugsweise aus Kunststoff bestehende Zwischenschichten (6) angebracht sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Ringbänder (7, 8) aufgeschoben werden, die der Form der Glaswandung (2) angepaßt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus Stahl bestehende Ringbänder verwendet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus Aluminium bestehende Ringbänder verwendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Abfüllen des erhärteten Füllstoffs bei erhöhter Temperatur des Ringbandes durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anbringen des Ringes und das Ausfüllen ohne Erhitzung durchgeführt wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben über eine Zone beiderseitig des Ringbandes mit Kunststoff (5) bedeckt wird.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb des Ringbandes liegenden Stellen mit Glasfasern, Glasgewebe oder einem anderen Gewebe aus hinreichend Widerstandsfähigem Material verstärkt werden.

10. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff derart angebracht wird, daß er das Ringband (4) völlig umgibt.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff ein ungesättigtes Polyesterharz verwendet wird.

12. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Zwischenschicht ein Polyvinylacetat verwendet wird.

13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 8, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff durch Polykondensation einer «-/^-ungesättigten Dikarbonsäure und eines mehrwertigen Alkohols hergestellt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyester mit gesättigter und/oder Halogen enthaltender Dikarbonsäure modifiziert wird.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß als mehrwertiger Alkohol Glykol oder Glycerol verwendet wird.

16. Verfahren nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß als Lösung von 50 bis 70 Gewichtsprozent ungesättigtes Polyester in Styrol verwendet wird.

17. Verfahren nach Anspruch 13, 14, 15 oder

16, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchhärtung Katalysatoren verwendet werden, wie z. B. Benzoylperoxyd, Methyl-Äthylketonperoxyd.

18. Verfahren nach den Ansprüchen 13 bis

17, dadurch gekennzeichnet, daß Beschleuniger, wie z. B. Kobaltnaphthenat oder Dimethylanilin, verwendet werden.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor dem Aufbringen des Kunststoffes eine Lösung des Katalysators in einem Teil des Polyester-Styrol-Gemisches mit einer Lösung des Härtungsbeschleunigers im Rest des Polyester-Styrol-Gemisches vermischt wird.

20. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die ungesättigte Polyesterlösung Farbstoffe, Pigmente und/oder einen Füllstoff, wie z. B. Titandioxyd, enthält.

21. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Glaswand vor dem Anbringen des Ringes durch eine unter Druckspannung stehende Glasurschicht verstärkt wird.

22. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Schicht (3) oder der Zwischenschicht (6) durch Metall- oder Graphitteilchen leitend gemacht wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 785 820.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen