DE1188215B

DE1188215B - Elektronenstrahlroehre fuer Fernsehbildwiedergabe und Verfahren zur Herstellung der Elektronenstrahlroehre

Info

Publication number: DE1188215B
Application number: DEN20046A
Authority: DE
Inventors: Jacob De Groot; Johannes Cornelissen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1960-05-18
Filing date: 1961-05-15
Publication date: 1965-03-04
Also published as: GB976508A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIj

Deutsche KL: 21 g -13/28

Nummer: 1188 215

Aktenzeichen: N 20046 VIII c/21 g

Anmeldetag: 15. Mai 1961

Auslegetag: 4. März 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenstrahlröhre für Fernsehbildwiedergabe mit einem durch Pressen oder Schleudern hergestellten Glaskolben, bei dem die Anschmelzzone zwischen Konus und Fenster und deren unmittelbare Umgebung mit Glas bedeckt ist.

Bei größeren Glasgegenständen, insbesondere wenn sie beträchtlich von der Kugelform abweichen und entlüftet sind, treten im allgemeinen in den stark gekrümmten Teilen an der gewölbten Oberfläche des Glases Zugspannungen auf. Dies ist z. B. bei Elektronenstrahlröhren der Fall, deren Kolben ein im wesentlichen rechteckiges und verhältnismäßig flaches Fenster aufweist, das mit einem mehr oder weniger schalenförmigen Konus verschmolzen ist. Insbesondere schwere Preßglaskolben, deren Oberfläche leicht beschädigt wird und die beträchtlich von der Kugelform abweichen, können nach einem gewissen Zeitlauf implodieren, da jeder Kratzer eine Abschwächung verursacht und in der unter Zugspannung stehenden Oberfläche zu Ermüdungserscheinungen Anlaß gibt. Sogar sehr geringe Beschädigungen, wie sie durch das Niederlegen des betreffenden Gegenstandes auf einen Tisch oder durch das Aufschieben eines Metallbefestigungsringes zum Festhalten des Gegenstandes in einem Apparategehäuse entstehen, können nach einiger Zeit eine unzulässige Abschwächung herbeiführen, so daß ζ. Β. nach einigen Wochen noch eine Implosion auftreten kann.

Es ist bekannt, daß man bei geblasenen oder gezogenen Glasgegenständen die Zugspannungen in der Außenwand in Druckspannungen überführen kann, wenn das Glas vor der Formgebung in eine Glasmasse eingetaucht wird, deren Ausdehnungskoeffizient kleiner ist als der des Glases selbst. Da das Glas des Gegenstandes beim Abkühlen stärker schwindet als die Glasschicht an der Außenfläche, ersteht in dieser Glasschicht eine Druckspannung. Wenn diese Druckspannung groß genug ist, wird auch nach der Entlüftung eines solchen Gegenstandes die Außenfläche noch unter Druckspannung stehen. Es ergibt sich, daß der Übergang zwischen der Glasmasse des Gegenstandes und der Glasschicht so innig ist, daß für diesen Übergang eine viel größere Zugstärke gilt als für die ursprüngliche Glasoberfläche, die wegen der erwähnten Beschädigungen eine Zugspannung von nur 6 bis 8 kg/mm² vertragen kann; diese Zugspannung wird infolge von Ermüdungserscheinungen noch weniger, z. B. 2 bis 4 kg/mm².

Es wird bemerkt, daß die innere Zugstärke des Glases theoretisch als 1500 bis 2000 kg/mm² angegeben wird.

Elektronenstrahlröhre für Fernsehbildwiedergabe und Verfahren zur Herstellung der
Elektronenstrahlröhre

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven

(Niederlande)

ίο Vertreter:

Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

¹ ^J Als Erfinder benannt:
Jacob de Groot,
Johannes Cornelissen, Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 18. Mai 1960 (251758)

Prüfungen haben ergeben, daß unter Druck stehende Glasoberflächen, auch wenn sie durch Kratzer beschädigt sind, keine Ermüdungserscheinungen aufweisen. Die mit einer unter Druck stehenden Glasschicht bedeckten Glasteile sind daher nicht nur bei kurzzeitiger Belastung, sondern auch bei Dauerbelastung sehr viel wiederstandsfähiger als Glasteile mit einer unter Zugspannung stehenden Oberfläche. Es hat sich in der Praxis aus Proben mit stabförmigen Gegenständen bei normalerweise auftretender Beschädigung ergeben, daß 20 kg/mm² dann ein praktisch verwirklichbarer Wert ist. Ein in der beschriebenen Weise bearbeiteter Kolben einer Elektronenstrahlröhre kann dann z. B. nach dem Zubringen einer Normalbeschädigung einen Druckunterschied von mehr als l,5mal des ursprünglichen aushalten, wobei dieser Wert außerdem im Laufe der Zeit beibehalten wird, da keine Ermüdung auftreten kann.

Wenn die Glasmasse mit geringerem Ausdehnungskoeffizienten durch Eintauchen des Grundglases vor der Formgebung aufgebracht wird, läßt sich eine gleichmäßig dünne Oberflächenschicht bei verwickelten Formen nicht erreichen. Bei der Herstellung von Hohlglaskörpern durch Pressen oder Schleudern werden von außen Formteile verwendet, die eine solche vorher aufgebrachte Schicht zerstören würden,

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Claims

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ζ. B. wenn eine mit einer Glassorte mit kleinerem Wird der Kolben 1 der Elektronenstrahlröhre über Ausdehnungskoeffizienten umgebende Glasmasse, als eine Zone 2 mit Glaspulver bedeckt, z. B. durch Auf-Glaskübel bezeichnet, durch Pressen zu einem Hohl- schmieren oder Aufspritzen einer Suspension feingegenstand verformt wird. Derartige Glasgegen- gemahlenen Glases in einem geeigneten Suspensionsstände können daher in dieser Weise nicht geschützt 5 mittel, wie Äthylacetat, Alkohol oder Wasser, dem werden. ein Bindemittel, wie Nitrocellulose, zugesetzt sein

Diese Nachteile werden vermieden, und auch eine kann, und dann auf eine Viskosität von etwa Elektronenstrahlröhre mit einem durch Pressen oder 10⁷⁶ Poise, d. h. auf etwa 550° C erhitzt, so kann Schleudern hergestellten Glaskolben kann durch eine man eine Verstärkung der Wand bis etwa 15 kg/mm² unter Druck stehende Oberflächenschicht aus Glas ao erzielen, berechnet nach Messungen an entsprechend geschützt werden, wenn gemäß der Erfindung das be- behandelten Glasstäben. Eine Erhitzung des aufdeckende Glas mit dem hergestellten Glaskolben gebrachten Glases auf etwa 650° C gibt eine Zugverschmolzen ist und einen niedrigeren Wärmeaus- stärke für die Wand von etwa 25 kg/mm², während dehnungskoeffizienten aufweist als das Kolbenglas. eine Erhitzung auf etwa 900 bis 1000° C eine Zug-

Die auf die Außenfläche des Gegenstandes auf- 15 stärke von 50 kg/mm² ergeben kann. Diese Tempe-

gebrachte Glassorte mit niedrigerem Ausdehnungs- ratur entspricht der zur Herstellung der bedeckenden

koeffizienten kann als Glasur bezeichnet werden, da Glasschicht erforderlichen Temperatur, bei der die

sie wie Glasuren für Keramikgegenstände im allge- Viskosität 10² Poise beträgt.

meinen eine niedrigere Erweichungstemperatur hat Es wurde festgestellt, daß gemäß dem Verfahren

als das Glas des Gegenstandes. 20 nach der Erfindung hergestellte Kolben dauernd

Eine beschriebene Elektronenstrahlröhre kann da- einen Druckunterschied von mehr als 4 Atm aus-

durch hergestellt werden, daß die Anschmelzzone halten können. Außerdem ergibt sich, daß die Wider-

und ihre Umgebung mit einer dünnen Glasschicht mit Standsfähigkeit der Gegenstände, bei denen die auf-

einem niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten gebrachte Glasschicht im Bereich von 500 bis 600° C

als der des Kolbenglases, vorzugsweise in Form einer 25 erhitzt wurde, eine beträchtlich kleinere Toleranz

Suspension, bedeckt wird und danach so hoch erhitzt aufweist als bei nicht behandelten Kolben oder sogar

wird, daß das aufgebrachte Glas mit dem Kolben- bei den über 600° C behandelten Kolben,

glas verschmilzt. Auf diese Weise wird es möglich, Eine übliche Glassorte für Kolben mit der Zu-

auch bei Glaskolben für Elektronenstrahlröhren, die sammensetzung:

durch Pressen oder Schleudern hergestellt sind, 30

wenigstens stellenweise eine unter Druck stehende SiO₂ 70,3 Gewichtsprozent

Außenschicht zu erzielen, wenn wenigstens eine Zone Li₂O 0,5 Gewichtsprozent

des Kolbens, in dem Zugspannungen in der Ober- Na₂O 7,8 Gewichtsprozent

fläche auftreten, nach der Formgebung mit einer K₂O 7,5 Gewichtsprozent

dünnen Glasschicht mit niedrigerem Ausdehnungs- 35 BaO 11,1 Gewichtsprozent

koeffizienten bedeckt wird. Überraschenderweise er- Al₂O₃ 2,5 Gewichtsprozent

gibt sich, daß sich die Eigenschaften der Ursprung- Sb₂O₃ 0,3 Gewichtsprozent

Sehen Glasoberfläche jetzt gleichfalls derart ändern,

daß die Zugfestigkeit dieser Oberfläche größer ge- deren Ausdehnungskoeffizient im Temperaturbereich

worden ist als die der ursprünglichen Glasoberfläche. 40 von 30 bis 300° C durchschnittlich 95 · 10~⁷ beträgt,

Auch die Erwartung, daß der scharfe Übergang der wird mit einem Glas folgender Zusammensetzung

beiden Glassorten zum Bruch führen würde, hat sich bedeckt:

nicht bestätigt. Die Zugfestigkeit der Oberfläche des

Preßglaskolbens, die gewöhnlich etwa 6 kg/mm² be- SiO₂ 15,0 Gewichtsprozent

trägt, ist nämlich durch die beschriebenen Maß- 45 B2O3 18,0 Gewichtsprozent

nahmen auf wenigstens 15 kg/mm² erhöht. ZnO 8,0 Gewichtsprozent

Die bestehende Glasschicht kann z. B. in Form PbO 56,0 Gewichtsprozent

einer Suspension durch Aufspritzen oder Aufschmie- Al₂O₃ 3,0 Gewichtsprozent

ren oder durch Eintauchen oder Schoopieren aufgebracht werden. 50 Dieses aufgebrachte Glas hat im obenerwähnten

Es sei darauf hingewiesen, daß es bekannt ist, auf Temperaturbereich einen durchschnittlichen Aus-

den Kolben einer Fernsehbildwiedergaberöhre an der dehnungskoeffizienten von 65 · 10~⁷.
Stelle zwischen Schirm und Konus ein Druckband

anzubringen, das das Kolbenglas zusammenhalten Patentansprüche:

soll. Wenn das Druckband aus Glas besteht, soll es 55

einen größeren Ausdehnungskoeffizienten aufweisen 1. Elektronenstrahlröhre für Fernsehbildais das Kolbenglas, damit es sich beim Abkühlen wiedergabe mit einem durch Pressen oder Schleustärker zusammenzieht und den gewünschten Druck dem hergestellten Glaskolben, bei dem die Anausübt; das Glas dieses Bandes steht dann selbst schmelzzone zwischen Konus und Fenster und unter Zugspannungen und kann daher gegen Beschä- 60 deren unmittelbare Umgebung mit Glas bedeckt digungen sehr empfindlich sein. Da die nach der Er- ist, dadurch gekennzeichnet, daß das findung aufgebrachte Glasschicht einen kleineren bedeckende Glas mit dem hergestellten Glas-Ausdehungskoeffizienten aufweist, zieht sie sich beim kolben verschmolzen ist und einen niedrigeren Abkühlen weniger stark zusammen als das Glas des Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweist als das Kolbens, kommt somit unter Druckspannungen und 65 Kolbenglas.

ist demzufolge gegen Beschädigungen weitgehend un- 2. Verfahren zur Herstellung einer Elektronenempfindlich und schützt zugleich die darunterliegende strahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekenn-Oberfläche des Kolbenglases. zeichnet, daß die Anschmelzzone und ihre Um-

gebung mit einer dünnen Glasschicht mit einem niedrigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als der des Kolbenglases, vorzugsweise in Form einer Suspension, bedeckt wird und das danach so hoch erhitzt wird, daß das aufgebrachte Glas mit dem Kolbenglas verschmilzt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 1071906; deutsche Auslegeschrift Nr. 1098 681; USA.-Patentschrift Nr. 2 785 820; Machu: »Chemie und chemische Technologie«, Springer-Verlag, Wien, 1949, S. 323.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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