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Weitwinkelablenkspulensystem für Fernsehbildröhren mit einem Ferritkern,
der von einem Isoliermantel umgeben ist, und Verfahren zur Herstellung des Isoliermantels
Die Erfindung bezieht sich auf ein Weitwinkelablenkspulensystem für Fernsehbildröhren
mit einem kelchförmigen, aus zwei Teilen bestehenden Ferritkern, der von einem Isoliermantel
aus Kunststoff-Folie umgeben ist. Auf diesen geteilten Ferritkern müssen die Spulen
mit sehr großer Genauigkeit aufgebracht sein, damit die elektrischen Eigenschaften
eindeutig in der geforderten Weise festliegen.
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Bei den Fernsehbildröhren mit kleineren Ablenkwinkeln bereitet die
genaue Aufbringung der Spulen keine allzu großen Schwierigkeiten, da die Ferritkerne
die Form von Hohlzylindern, die den Windungen eine eindeutig definierte Unterlage
darbieten, aufweisen.
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Im Zuge der technischen Fortentwicklung ist man dazu übergegangen,
Fernsehbildröhren mit größeren Ablenkwinkeln zu bauen. Hierzu ist es erforderlich,
die Ablenkeinheit näher an den Kolben der Kathodenstrahlröhre heranzubringen. Dadurch
kommt man zu einer kelchförmigen Erweiterung des Ferritkerns. An sich würde es genügen,
dem Ferritkern nur auf seiner Innenfläche die Form eines sich in Richtung zum Kolben
erweiternden Kelches zu geben, ihn außen jedoch rotationssymmetrisch mit geradliniger,
gegebenenfalls achsparalleler Erzeugender auszubilden, so daß den einzelnen Windungen
nicht nur innen, sondern wie zuvor auch außen eine eindeutig definierte Auflagefläche
zur Verfügung steht. Eine solche Ausführungsform erfordert aber einen hohen Materialaufwand,
der nicht nur überflüssig, sondern sogar nachteilig ist, da das Gewicht des Ferritkerns
erhöht wird.
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Zur Vermeidung dieses Nachteils war bereits bekanntgeworden, dem Ferritkern
auch auf seiner Außenfläche einen kelchförmigen Verlauf zu geben, wie es in Übereinstimmung
mit dem kelchförmigen Verlauf der Innenfläche an sich naheliegend ist, die äußere
Hohlkehle aber durch ein leichtes Material auszufüllen, beispielsweise durch Kunststoff.
Durch diese Füllung erhalten die Windungen dann auch auf der Außenseite des zu umwickelnden
Kerns die erforderliche satte Auflage.
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Nun ist es unabhängig hiervon aber auch erwünscht, die Wicklung gegenüber
dem Ferritkern durch eine Zwischenlage zusätzlich zu isolieren. An sich wäre dieses
grundsätzlich zwar nicht unerläßlich, da ja die Drahtwindungen entsprechend den
Spannungen isoliert sind und da auch der Ferritkern einen sehr hohen spezifischen
Widerstand aufweist. Es ist aber zu berücksichtigen, daß solche Ferritkerne sehr
scharfe Kanten und Grate haben, die leicht zu Beschädigungen der Drahtisolierung
Anlaß geben können. Im Hinblick darauf, daß mit Spannungen von etwa 1500 Volt gearbeitet
wird, ist eine solche zusätzliche Sicherung, die nicht nur eine Verbesserung der
Isolierung, sondern auch einen Schutz der Spulenwindungen gegenüber den scharfen
Ferritkanten geben soll, sehr wichtig, zumal ein etwa auftretender Isolationsfehler
die ganze Fernsehbildröhre unbrauchbar macht. Auf Grund dieser Überlegungen ist
es angebracht, bei den kelchförmigen Ferritkernen nicht nur um eine einwandfreie
Unterlage für die Windungen besorgt zu sein, sondern in Zusammenhang damit auch
die Isolierung zu verbessern und die scharfen Kanten und Grate des Kerns abzudecken.
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So ist es üblich, die Hälften des kelchförmigen Kerns mit Isolierband
zu umwickeln. Hierdurch wird nicht nur die äußere Hohlkehle überdeckt, sondern es
wird zugleich auch den genannten anderen Erfordernissen Rechnung getragen.
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Ein anderer Weg besteht darin, die beiden Randkanten des Kerns durch
Schutzringe abzudecken und auf die innere sowie die äußere Mantelfläche des Kerns
besondere Isolierringe aufzulegen. Auf diese Weise ergeben sich Umhüllungen, die
aus mehreren, aus Kunststoff-Folie hergestellten Einzelteilen bestehen.
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Beide in der Praxis gebräuchliche Lösungen sind unbefriedigend. Sowohl
das Umwickeln mit Isolierband als auch das Umhüllen des Kerns mit mehreren, in ganz
genauer Lage aufzubringenden Einzelteilen ist umständlich und zeitraubend. Die Erfindung
ist daher von der Aufgabe ausgegangen, eine einfachere Lösung zu finden, und sie
hat zur Schaffung eines
Mantels zur Umhüllung solcher kelchförmigen
Ferritkerne geführt, der nachstehend kurz als »Isoliermantel« bezeichnet sei.
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Das wesentliche Merkmal dieses Weitwinkelablenkspulensystems für Fernsehbildröhren
mit einem kelchförmigen, aus zwei Teilen bestehenden Ferritkern, der von einem Isoliermantel
aus Kunststoff-Folie umgeben ist, besteht gemäß der Erfindung darin, daß der Isoliermantel
für jede Ferritkernhälfte aus zwei Teilen zusammengesetzt ist, die im Schnitt gemäß
einer durch die Kernachse gelegten Ebene je etwa die Querschnittsform eines U mit
ungleichmäßigen Schenkeln und mit einander zugewandten offenen Enden aufweisen.
Als Material für die Herstellung können verschiedene Kunststoffe in Frage kommen,
die eine genügende elektrische Isolierfähigkeit aufweisen und die sich in der erforderlichen
Weise verarbeiten lassen. Als besonders geeignet wurde Niederdruckpolyäthylen festgestellt,
jedoch kann als Ausgangsmaterial auch Folie aus Polykarbonat benutzt werden. Die
Verformung erfolgt am besten durch pneumatisches Tiefziehen, d. h. durch Blasen
bzw. vorzugsweise unter Anwendung von Vakuum.
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Von ganz entscheidender Bedeutung ist hierbei ein Verfahrensmerkmal,
das zunächst umständlich erscheinen muß, zumal es immerhin gewisse Anforderungen
an das Können des Herstellers stellt, das aber deshalb wichtig ist, weil es eine
einwandfreie Formbeständigkeit des aus Kunststoff-Folie hergestellten Isoliermantels
ergibt. Bei diesem wichtigen Verfahrensmerkmal handelt es sich um folgendes: Da
der Ferritkern zweiteilig ist, wird auch für jeden dieser beiden Teile ein selbständiger
Mantel benötgt. Der Teilmantel einer jeden Kernhälfte besteht seinerseits ebenfalls
aus zwei Teilen, von denen jeder das Aussehen etwa eines halben Ringes (von etwa
U-förmigem Querschnitt) besitzt. Das Nächstliegende wäre es, diese halben Ringe
gleich in dieser Form zu fertigen. Man kommt aber zu weitaus besseren Ergebnissen,
wenn man die beiden miteinander übereinstimmenden Halbringe der beiden Kernhälften
zunächst als geschlossenen Ring fertigt und alsdann trennt, beispielsweise durch
Schneiden oder Stanzen.
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Zu diesem Umweg war um so weniger Veranlassung gegeben, als ringförmige,
aus einem einzigen Stück bestehende Isoliermanschetten früher überwiegend zweiteilig
gefertigt wurden, worauf dann diese beiden gesondert hergestellten halbringartigen
Manschettenhälften zu der benötigten geschlossenen Manschette miteinander vereinigt
wurden. Um so weniger hätte eine Veranlassung bestanden, in vorliegendem Falle,
in dem Halbringe benötigt werden, den gebräuchlichen Weg, nämlich die unmittelbare
Fertigung in der im Endergebnis benötigten Form, abzulehnen und statt dessen einen
geschlossenen Ring zu fertigen, um diesen nachher in die benötigten Halbringe aufzuschneiden.
Der Grund hierfür liegt darin, daß Halbringe, die von vornherein in dieser Form
gefertigt werden, sich im Laufe der Zeit infolge innerer Spannungen verziehen und
daher nicht die an sich erwünschte Präzision ergeben. Wird demgegenüber zunächst
ein geschlossener Ring gefertigt, so stellt dieser ein völlig symmetrisches Erzeugnis
ohne innere Spannungen dar. Wird der Ring dann aufgeschnitten, so behalten die auf
diese Weise gefertigten Halbringe einwandfrei und zuverlässig selbst über längere
Zeit ihre Form. Näheres hierzu sowie auch weitere Einzelheiten seien an Hand der
Zeichnung erläutert, die ein Ausführungsbeispiel zeigt. Hierbei sind der Deutlichkeit
wegen die Dickenabmessungen der Folien etwas übertrieben dargestellt, damit die
Lage der einzelnen Folien, ihre überlappungen und ihre Abdeckbereiche klarer erkennbar
werden. So zeigt F i g. 1 im Schnitt einen Ferritkern mit dem Isoliermantel gemäß
der Erfindung und F i g. 2 den ummantelten Kern in Aufsicht.
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Der aus F i g. 1 ersichtliche zweiteilige Ferritkern 1 weist diejenige
Form auf, die für eine Röhre mit 110° Ablenkwinkel benötigt wird. Selbstverständlich
kann die beschriebene Einrichtung auch bei Röhren mit noch größerem Winkel verwendet
werden.
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Die Darstellung zeigt die beiden Mantelteile, von denen der Teil 2
die dem Bildschirm zugewandte Kante 3 des Kernes und den wesentlichen Teil seiner
Innenfläche abdeckt, während der Teil 4 die abgewandte ringförmige Stirnfläche 5
des Kernes und seine äußere Mantelfläche isoliert. Die Darstellung läßt erkennen,
daß diese etwa den Querschnitt eines U mit ungleichmäßigen Schenkeln und mit einander
zugewandten offenen Enden aufweisen.
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Eine Schwierigkeit ergibt sich dadurch, daß Ferritkerne sehr scharfe,
gratartige Kanten aufweisen, die leicht zu einer Zerstörung der Isolierung Anlaß
geben können. So sind beispielsweise die beiden Kanten des Randes 5 sehr gefährlich
und andererseits die scharfe Kante 6 auf der äußeren Mantelfläche des Kernes. Aus
diesem Grunde ist die Folie 2, die außer dem wesentlichen Teil der Innenfläche die
Kante 3 überdeckt, nach außen so weit hochgezogen, daß dieser überlappende Rand
über die Kante 6 hinübergreift. Da der Außenmantel 4 bis zur Randkante 3 reicht,
ist die gefährliche Kante 6 somit doppelt überdeckt.
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Da F i g. 2 eine Aufsicht auf den ummantelten Kern darstellt, zeigt
sie von dem Isoliermantel im wesentlichen nur den äußeren Teil. Aus dieser Darstellung
ist deutlicher ersichtlich, daß zu beiden Seiten der die Kernhälften 1' und 1" trennenden
Fuge 7 eine Isolierung nicht benötigt wird, denn es trägt ja nur der mittlere Teil
jeder Kernhälfte eine Spule.
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Die Fertigung des äußeren Mantelteils 4 erfolgt in Form eines vollständigen
Ringes mit dem aus F i g. 1 ersichtlichen Querschnitt. Dann werden, wie es aus F
i g. 2 anschaulich zu ersehen ist, die beiden Sektoren zwischen den Linien 8 und
9 herausgeschnitten, so daß der ursprünglich geschlossene Ring in die beiden Teile
zerfällt, die je das Aussehen etwa eines halben Ringes haben, genau betrachtet jedoch
nicht einen Zentriwinkel von 180°, sondern nur einen solchen von vielleicht a =160°
aufweisen.
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Für das Herstellungsverfahren ist als bedeutungsvoll hervorzuheben,
daß der Mantelteil 4 positiv gezogen wird. Hierbei ergibt sich nämlich, daß der
vor dem Rand 5 liegende Teil eine etwas größere Stärke erhält als die Folie im übrigen.
Dieses ist wegen der dadurch erzielten höheren mechanischen Festigkeit im Hinblick
auf die beiden scharfen Kanten des Randes 5 von großer Bedeutung. Umgekehrt jedoch
wird der Teil 2 negativ gezogen, damit diejenige Zone dieses Mantelteils, die die
dem Bildschirm zugewandte Randkante 3 des Kernes abdeckt, nicht zu dick wird, was
in magnetischer Hinsicht nachteilig wäre und aus Gründen der mechanischen Widerstandsfähigkeit
dort nicht so dringend erforderlich ist.
Die weitaus gefährlichere
Kante 6 aber ist auf Grund der doppelten Abdeckung ausreichend gesichert.
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Durch das Tiefziehen der beiden Mantelteile 2 und 4 in dem vorstehend
angegebenen Sinne wird auch erreicht, daß die beiden Randzonen der dem Kernende
5 näher liegenden Innenüberlappung 10
dünner ausfallen,- so daß dort
die Gesamtstärke trotz doppelter Lage etwa die gleiche ist wie diejenige der Folien
im übrigen. Ähnlich liegen die Verhältnisse bei der äußeren überlappung vor der
Kante 6, wenn auch nicht im völlig gleichen Maße. Aus diesen Hinweisen geht jedenfalls
hervor, daß auch die Lage der beiden überlappungen keineswegs willkürlich gewählt
ist, daß vielmehr die richtige Lage der Innenüberlappung 10 wie auch diejenige
der Außenüberlappung vor der Kante 6 auf Grund vorstehender Überlegungen
von großer Bedeutung ist.
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Die beiden Isoliermantelteile jeder der beiden Kernhälften können
einfach lose von den Randkanten her aufgesteckt und alsdann durch die Spulenwindungen
festgewickelt werden, gegebenenfalls nach vorheriger Fixierung durch Kleben. Man
kann die beiden Teile 2 und 4 aber auch zu einer Einheit verbinden, und zwar längs
der überlappungsnaht 10,
beispielsweise durch Kleben oder elektrisches Schweißen.
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Es zeigt sich somit, daß das Verfahren gemäß der Erfindung unter Berücksichtigung
der vorstehend als vorteilhaft angegebenen weiteren Merkmale einen Isoliermäntel
ergibt, der den aus physikalischen Gründen zu stellenden Genauigkeitsanforderungen
in vollem Umfange genügt, andererseits auch den mechanischen Beanspruchungen Rechnung
trägt und dadurch eine zuverlässige Isolierung des Kernes gegenüber den hohen Betriebsspannungen
gewährleistet.