DE1188217B

DE1188217B - Elektronenstrahlroehre fuer Fernseh-Bildwiedergabe mit einem durch Pressen oder Schleudern hergestellten Glaskolben und Verfahren zur Herstellung einer Elektronenstrahlroehre

Info

Publication number: DE1188217B
Application number: DEN20048A
Authority: DE
Inventors: Anton Maarten Kruithof; Anthonie Louis Zijlstra
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: GB949586A; BE603867A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

HOIj

Deutsche KL: 21g-13/28

Nummer: 1188 217

Aktenzeichen: N 20048 VIII c/21 g

Anmeldetag: 15. Mai 1961

Auslegetag: 4. März 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Elektronenstrahlröhre für Fernseh-Bildwiedergabe 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 evakuiert sind, treten im allgemeinen in den stark gekrümmten Teilen an der gewölbten Oberfläche des Glases Zugspannungen auf. Dies ist z. B. der Fall bei Elektronenstrahl-Bildröhren, deren Kolben ein im wesentlichen rechteckiges, verhältnismäßiges flaches Fenster aufweist, da sie mit einem schalenförmigen Konus verschmolzen ist. Insbesondere bei schweren Preßglaskolben, deren Oberfläche leicht beschädigt werden kann und die beträchtlich von der Kugelform abweichen, kann nach einer gewissen Zeit Implosion auftreten, da jeder Kratzer eine Abschwächung herbeiführt und in der unter Zugspannungen 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 metallischen Befestigungsringes zum Festhalten des Gegenstandes in einem Apparategehäuse entstehen, können nach einiger Zeit eine unzulässige Festigkeitsverminderung herbeiführen, so daß ζ. B. nach einigen Wochen eine Implosion auftreten kann. So kann es vorkommen, daß Kolben, die z. B. anfänglich erst bei einem Druckunterschied von mehr als 3 Atmosphären des Kolbens zusammenbrechen, nach einigen Wochen nur noch wenig mehr als 1 Atmosphäre aushalten können.

Eine an der Außenfläche eines hergestellten Gegenstandes angebrachte Glassorte kann als Glasur bezeichnet werden, da sie wie Glasuren von Keramikgegenständen eine niedrigere Erweichungstemperatur als das Material des Gegenstandes hat und auf diesem fest haftet.

Es ist bekannt, daß bei geblasenen oder gezogenen Glasgegenständen die Zugspannungen in der Außenwand in Druckspannungen übergeführt werden können, wenn man das Glas vor der Formgebung in eine Glasmasse eintaucht, deren Ausdehnungskoeffizient kleiner ist als der des Glases selbst. Da das Glas des Gegenstandes beim Abkühlen stärker schwindet als die Glasschicht an der Außenfläche, gelangt diese Glasschicht unter Druckspannung. Wenn diese Druckspannung groß genug ist, so wird auch nach dem Evakuieren eines solchen Gegen-Elektronenstrahlröhre für Fernseh-Bildwiedergabe mit einem durch Pressen oder
Schleudern hergestellten Glaskolben und.
Verfahren zur Herstellung einer Elektronenstrahlröhre

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven

(Niederlande)

Vertreter:

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

Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:
Anton Maarten Kruithof,
Anthonie Louis Zijlstra, Eindhoven
(Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 18. Mai 1960 (251760)

Standes die Außenfläche noch immer 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 Zugfestigkeit besteht als für die ursprüngliche Glasoberfläche, die wegen der erwähnten Beschädigungen eine Zugspannung von nur 6 bis kg/mm² vertragen kann, welche durch Ermüdungserscheinungen noch absinkt,z.B. auf 2 bis 4 kg/mm². Die mit einer unter Druck stehenden Glasschicht bedeckten Glasteile sind daher nicht nur bei kurzzeitiger Belastung, sondern besonders bei Dauerbelastung sehr viel widerstandsfähiger als Glasteile mit einer unter Zugspannung stehenden Oberfläche. Es hat sich in der Praxis aus Proben mit stabförmigen Gegenständen bei normal auftretender Beschädigung ergeben, daß 20 kg/mm² dann ein praktisch verwirklichbarer Wert ist. Ein auf die beschriebene Weise bearbeiteter Kolben kann z. B. nach einer Normalbeschädigung noch einen Druckunterschied von mehr als dem l,5fachen des ursprünglichen Grenzdruckes

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Claims

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aushalten, wobei dieser Wert außerdem im Laufe soll es einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizien-

der Zeit beibehalten wird, da keine Ermüdung auf- ten aufweisen als das Kolbenglas, damit es sich beim

tritt. Abkühlen stark zusammenzieht und den gewünsch-

Preßglasgegenstände können jedoch nicht auf ten Druck ausübt, damit ein etwa entstandener Riß

diese Weise verstärkt werden, da wegen der bei der 5 im Glaskolben nicht weiterläuft. Das Glas dieses

Herstellung notwendigen Form des Glases nicht vor Bandes steht dann selbst unter Zugspannung und

der Formgebung in eine Glasmasse mit einem geeig- kann daher gegen Beschädigungen und Alterung sehr

neten Ausdehnungskoeffizienten eingetaucht werden empfindlich sein.

kann. Man hat daher einen Preßglasgegenstand in Durch eine nach der Erfindung aufgebrachte Glas-

einem Bad von Lithiumsalzen erhitzt, so daß an der 10 schicht werden keine wesentlichen Kräfte ausgeübt,

Oberfläche Natriumionen durch Lithiumionen er- sondern es wird im wesentlichen eine unbeschädigte

setzt wurden, wodurch diese Oberfläche einen nied- Oberfläche hergestellt, die im unberührten Zustand

rigeren Wärmeausdehnungskoeffizienten als das mti einer Schutzschicht bedeckt wird,

übrige Glas erhält und beim Abkühlen unter Druck Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher

gelangt. 15 erläutert.

Diese bekannten Lösungen lassen sich jedoch In der Zeichnung ist eine Seitenansicht einer Elek-

schwierig verwirklichen, da ein Überzugsglas mit tronenstrahlröhre nach der Erfindung dargestellt,

einem niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten im all- deren Kolben 1 über die Zone 2 mit einer dünnen

gemeinen eine höhere. Erweichungstemperatur hat Glasschicht 3 bedeckt ist, auf die eine Schutzschicht 4

und da das Eintauchen eines Gegenstandes in eine 20 aufgebracht wird, sobald der Kolben den Kühlofen

heiße Sahmasse schwierig und zeitraubend ist. verläßt.

Bei einer Elektronenstrahlröhre der eingangs er- Das Aufbringen einer Glasschicht ist notwendig,

wähnten Art werden diese Nachteile vermieden, und da sich Preßgegenstände nie mit ausreichend unbe-

in einfacher Weise kann die erforderliche Wider- rührter Oberfläche herstellen lassen.

Standsfähigkeit gegen Beschädigungen erzielt werden, 25 Die Erfindung wird an Hand eines Beispiels näher

wenn gemäß der Erfindung das bedeckende Glas mit verdeutlicht.
dem hergestellten Glaskolben verschmolzen ist und

einen Wärmeausdehnungskoeffizienten etwa gleich Eine übliche Fernsehbildröhrenglassorte der Zudem des Kolbenglases aufweist und wenn über der sammensetzung:

bedeckenden Glasschicht eine dünne Schutzschicht ₃₀ SiO₂ 70,3 Gewichtsprozent

angebracht ist. Li₂O 0,5 Gewichtsprozent

Zwar wird dabei in der Zone, in der Zugspannun- Na₂O 7,8 Gewichtsprozent

gen in der Oberfläche des Kolbens auftreten können, K₂O 7,5 Gewichtsprozent

keine Druckspannung erzeugt. Untersuchungen haben BaO 11,1 Gewichtsprozent

jedoch ergeben, daß auch eine unter Zugspannung 35 Al₂O₃ 2,5 Gewichtsprozent

stehende Glasoberfläche praktisch nicht altert, vor- Sb₂O₃ 0,3 Gewichtsprozent

ausgesetzt, daß sie unberührt bleibt. Dieser Berührungsschutz kann in einfacher Weise durch Kunst- deren mittlerer Ausdehnungskoeffizient im Bereich harz, z. B. ein Akrylharz, erreicht werden. Die Her- von 30 bis 300° C gleich 95 · 10~⁷ ist, wird mit stellung ist dann wesentlich vereinfacht, zumal die 40 einem Glas mit folgender Zusammensetzung bedeckt: Auswahl an Glaszusammensetzungen mit einem Ausdehnungskoeffizienten nahezu gleich dem des Gegen- B₂O₃ 16 Gewichtsprozent

Standsglases viel größer ist als die Auswahl von ZnO 4 Gewichtsprozent

Glassorten mit einem niedrigeren Ausdehnungs- PbO 80 Gewichtsprozent

koeffizienten; außerdem weisen die nunmehr anzu- ₄₅

wendenden Glassorten eine niedrigere Erweichungs- Dieses Glas hat im Temperaturbereich von 30

temperatur auf. bis 300° C einen mittleren Ausdehnungskoeffizienten

Es hat sich ergeben, daß die Widerstandsfähigkeit von etwa 100 · 10~⁷.
des Gegenstandes mit den angebrachten Schichten,

auch wenn die Oberfläche des bedeckenden Glases 50 _p .. ,

unter Zugspannungen steht, wenigstens doppelt so ratentansprucne:

groß bleibt als bei einem nicht behandelten, Kratzer 1. Elektronenstrahlröhre für Fernseh-Bildwie-

aufweisenden und gealterten Preßglasgegenstand. dergabe mit einem durch Pressen oder Schleudern

Eine beschriebene Elektronenstrahlröhre kann da- hergestellten Glaskolben, bei dem dieAnschmelzdurch hergestellt werden, daß die zu bedeckende 55 zone zwischen Konus und Fenster und deren unZone des Glaskolbens mit einer dünnen, niedrig mittelbare Umgebung mit Glas bedeckt ist, schmelzenden Glasschicht mit einem Wärmeausdeh- dadurch gekennzeichnet, daß das benungskoeffizienten nahezu gleich dem des Kolben- deckende Glas mit dem hergestellten Glaskolben glases bedeckt wird und daß danach die Glasschicht verschmolzen ist und einen Wärmeausdehnungsmit dem Kolbenglas verschmolzen, gekühlt und in 60 koeffizienten etwa gleich dem des Kolbenglases unberührtem Zustand mit einer dünnen Schutzschicht aufweist und daß über der bedeckenden Glaseines Stoffes bedeckt wird, der mechanisch an der schicht eine dünne Schutzschicht angebracht Oberfläche der bedeckenden Glasschicht haftet. ist.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß es bekannt 2. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, daist, auf den Kolben einer Fernseh-Bildwiedergaberöhre 65 durch gekennzeichnet, daß die Schutzschicht aus an der Stelle zwischen Schirm und Konus ein Druck- Kunstharz, z. B. einem Akrylharz, besteht.
band anzubringen, daß das Kolbenglas zusammen- 3. Verfahren zum Herstellen einer Elektronenhalten soll. Wenn das Druckband aus Glas besteht, strahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge-

kennzeichnet, daß die zu bedeckende Zone des Glaskolbens mit einer dünnen, niedrigschmelzenden Glasschicht mit einem Wärmeausdehnungskoeffizienten nahezu gleich dem des Kolbenglases bedeckt wird und daß danach die Glasschicht mit dem Kolbenglas verschmolzen, gekühlt und in unberührtem Zustand mit einer dünnen Schutzschicht eines Stoffes bedeckt wird, der mechanisch an der Oberfläche der bedeckenden Glasschicht haftet.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2785 820; Machu: »Chemie und chemische Technologie«, Springer-Verlag, Wien, 1949, S. 323.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen