DE1195872B - Kathoden-Steuerelektrodenanordnung fuer ein Strahlerzeugungssystem einer Kathodenstrahl-roehre - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

HOIj

Deutsche Kl.: 21 g -13/21

Nummer: 1195 872

Aktenzeichen: R 31444 VIII c/21 g

Anmeldetag: 11. November 1961

Auslegetag: 1. Juli 1965

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kathoden-Steuerelektrodenanordnung für ein Strahlerzeugungssystem einer Kathodenstrahlröhre, enthaltend eine am einen Ende geschlossene, rohrförmige Kathodenhülse, eine die Kathodenhülse koaxial umgebende und mit ihr an einer von dem geschlossenen Ende beabstandeten Stelle verbundene Traghülse, einen die Traghülse halternden ringförmigen Keramikkörper und eine becherförmige Steuerelektrode mit einem zylindrischen Wandteil, der den Keramikkörper umschließt.

Bei einer bekannten Kathoden-Steuerelektrodenanordnung dieser Art ist der ringförmige Keramikkörper zwischen eine durch Stauchen gebildete Ringwulst und das nach außen umgebördelte Vorderende der Traghülse eingeklemmt.

Es ist außerdem bekannt, die Kathodenanordnung durch eine Reihe von an ihrem Umfang angeordneten Ansätzen in der Mittelöffnung der keramischen Scheibe festzulegen.

Derartige Kathoden-Steuergitteranordnungen haben insbesondere bei Kathodenstrahlröhren für Farbfernsehzwecke, bei denen mehrere Kathodenstrahlerzeuger verwendet werden müssen, zu Schwierigkeiten geführt. In derartigen Röhren mit mehreren Kathodenstrahlerzeugungssystemen für Farbfernsehzwecke müssen die Betriebskennlinien aller Kathodenstrahlerzeugungssysteme gegeneinander abgeglichen werden und dürfen sich nicht mehr gegenseitig verschieben, um Farbfälschungen zu vermeiden. Dies gilt insbesondere bezüglich der Mischung der drei Farben Rot, Grün, Blau, da hierdurch weißes Licht erzeugt werden muß. Um die gewünschte Abgleichung aufrechtzuerhalten, müssen die Wärmeableitverhältnisse und die Steuerkennlinien der einzelnen Elektronen-Strahlerzeugungssysteme genau gleich sein und dürfen sich auch während der Lebensdauer der Röhre nicht gegenseitig verschieben.

Bei der obenerwähnten Konstruktion und bei anderen Arten von Anordnungen, bei denen die Bestandteile durch Reibung ineinander geklemmt oder mechanisch aneinander befestigt werden, können die Einzelteile der Anordnung, wenn sie beim normalen Gebrauch immer wieder erhitzt und abgekühlt werden, ihre gegenseitige Lage ändern. Bei Anordnungen, bei welcher die Einzelteile durch Schweißung aneinander befestigt sind, ist dies jedoch nicht in so starkem Maße zu erwarten. Die gegenseitige Bewegung der einzelnen Teile gegeneinander ist darauf zurückzuführen, daß einzelne Teile nach ihrer Erhitzung und somit Ausdehnung im normalen Röhrenbetrieb bei der Abkühlung der Röhre nicht in ihre anfäng-Kathoden-Steuerelektrodenanordnung für ein
Strahlerzeugungssystem einer Kathodenstrahlröhre

Anmelder:

Radio Corporation of America,

New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld und Dr. D. v. Bezold,

Patentanwälte, München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:
Clarence Henning Mattson,
Manheim, Pa. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. November 1960
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liehe Lage zurückkehren. Infolge dieser gegenseitigen Verschiebung der einzelnen Teile gegeneinander kann die Wärmeleitfähigkeit zwischen den einzelnen Teilen sich ändern, was zu einer Änderung der Wärmeableitverhältnisse der Kathode führen kann. Außerdem kann bei einer derartigen Verlagerung der Teile gegeneinander sich auch der Abstand zwischen Kathode und Steuergitter ändern und infolgedessen die Steuergitterkennlinie eine Veränderung erfahren. Da diese Änderungen nicht bei allen Kathodenstrahlerzeugern innerhalb einer Röhre gleichmäßig aufzutreten brauchen, können derartige Röhren eine Farbfälschung zeigen. Es müssen dann also die Empfängerschaltungen entsprechend nachgestellt werden.

Es ist nun zwar bereits bekanntgeworden, die Kathode mit dem keramischen Tragkörper zu verschweißen, um die oben geschilderten Erscheinungen zu vermeiden, jedoch sind die hierfür vorgeschlagenen Verfahren und Anordnungen nicht voll befriedigend. Wenn die Kathode mit dem keramischen Träger verschweißt wird, dabei aber im übrigen die bisher bekannte Konstruktion beibehalten wird, so muß man ein verhältnismäßig hochschmelzendes Material benutzen, damit die Schweißstellen im Betrieb bei den üblichen Kathodentemperaturen nicht zerstört werden. Wegen der hohen Temperaturen, die man zur Herstellung der Schweißstellen verwenden muß, leidet häufig die Kathode Schaden. Eine direkte

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Schweißverbindung der Kathode mit dem keramischen Tragkörper hat häufig eine hohe Wärmeableitung für die Kathode zur Folge, so daß während des Betriebes ein verhältnismäßig großer Teil der der Kathode zugeführten Leistung über die erwähnte Schweißstelle hinweg verlorengeht. Hierdurch wird bei vorgegebener Heizleistung aber die Kathodentemperatur erniedrigt.

Die oben geschilderten Nachteile werden bei einer Kathoden-Steuerelektrodenanordnung für ein Strahlerzeugungssystem einer Kathodenstrahlröhre, enthaltend eine am einen Ende geschlossene, rohrförmige Kathodenhülse, eine die Kathodenhülse koaxial umgebende und mit ihr an einer von dem geschlossenen Ende beabstandeten Stelle verbundene Traghülse, einen die Traghülse halternden, ringförmigen Keramikkörper und eine becherförmige Steuerelektrode mit einem zylindrische^ Wandteil, der den Keramikkörper umschließt, gemäß der Erfindung dadurch vermieden, daß die Traghülse im Abstand von der Verbindungsstelle zwischen ihr und der Kathodenhülse mit einem metallisierten Bereich des Keramikkörpers verlötet ist und daß ein zweiter metallisierter Bereich der Oberfläche des Keramikkörpers mit einem Ende einer zweiten äußeren Traghülse verlötet ist, deren anderes Ende an der Wand der becherförmigen Steuerelektrode befestigt ist.

Die beschriebene Anordnung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

F i g. 1 ist eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Elektronenstrahlröhre mit mehreren Kathodenstrahlerzeugungssystemen,

F i g. 2 stellt einen Längsschnitt durch eine der Kathoden-Steuergitteranordnungen in Fig. 1 dar.

In F i g. 1 ist ein Kathodenstrahlerzeugungssystem zur Herstellung einer Mehrzahl von Elektronenstrahlen veranschaulicht. Dieses Kathodenstrahlerzeugungssystem entspricht, der in Farbfernsehröhren üblichen Art und enthält drei einzelne Strahlerzeugungssysteme 10,11 und 12. Zu jedem dieser Strahlerzeugungssysteme gehört eine Mehrzahl von koaxial zueinander angeordneten rohrförmigen Elektroden, die von Glasstäben 14 getragen werden. Jedes Strahlerzeugungssystem besitzt eine Kathoden-Steuergitteranordnung 16, ein Schirmgitter 18, eine Fokussierelektrode 20 und eine Beschleunigungselektrode 22, die an einem sogenannten Konvergenzkäfiig 24 befestigt ist.

Die Fig. 2 zeigt die Kathoden-Steuergitteranordnung 16 eines der Strahlerzeugungssysteme 10, 11 oder 12 in Fig. 1.

Die Anordnung 16 enthält ein zylindrisches und becherförmiges Steuergitter 30 und ein Kathodenröhrchen 32, das koaxial zum Steuergitter 30 liegt. Das Steuergitter 30 besitzt eine obere Stirnwand 34 mit einer Mittelöffnung 36. Das Kathodenröhrchen 32 ist am oberen Ende durch eine Stirnwand 38 abgeschlossen, welche einen emittierenden Überzug 40 trägt. Das Kathodenröhrchen 32 liegt mit diesem Überzug dicht unterhalb der Mittelöffnung 36.

Die Anordnung 16 enthält außerdem eine insgesamt mit 42 bezeichnete Anordnung, welche das Kathodenröhrchen 32 koaxial zum becherförmigen Steuergitter 30 hält. Diese Anordnung 42 besteht aus einem Keramikkörper 44, einer äußeren Befestigungshülse 46 und einer inneren Kathodentraghülse 48.

Der Keramikkörper 44 trägt auf seiner dem Boden 34 des Steuergitters zugewendeten Fläche zwei ringförmige und konzentrische metallisierte Zonen 50 und 52. Diese beiden Zonen sind durch eine ringförmige Rille 54 voneinander getrennt, welche einen Teil des keramischen Körpers gegen das von der Kathode abdampfende Material abschirmt, so daß sich kein leitender Niederschlag auf dem keramischen Körper bilden kann, welcher einen Kriechwiderstand zwischen der Kathode und dem Steuergitter bilden würde. Eine ringförmige Rippe 56 auf der Unterseite

ίο des Keramikkörpers 44 dient ebenfalls zur Verhinderung einer solchen Kriechstrecke.

Die Hülse 46 umgibt den Keramikkörper 44 koaxial und ist mit einem nach innen gerichteten Flansch 58 ausgerüstet, welcher an die metallisierte Zone 52 hart angelötet ist. Die Traghülse 48 durchsetzt die Mittelöffnung des keramischen Körpers 44 und ist mit einem nach auswärts gerichteten Flansch 60 versehen, der hart an die metallisierte Zone 50 angelötet ist.

Die Kathodentraghülse 48 besitzt einen an den Flansch 60 angrenzenden zylindrischen Teil 62, dessen Außendurchmesser gleich dem Innendurchmesser des keramischen Körpers 44 ist. Die Traghülse 48 kann also in den keramischen Körper 44 eingefügt werden, so daß die zueinander konzentrische Lage dieser beiden Körper gewährleistet wird. Der zylindrische Teil 62 hat eine Länge, die merklich kleiner als die Dicke des keramischen Körpers 44 ist.
Die Kathodentraghülse 48 besitzt einen weiteren zylindrischen Teil 64, dessen Durchmesser etwas kleiner als derjenige des zylindrischen Teils 62 ist. Da dieser zylindrische Teil 64 den keramischen Körper nicht berührt, findet auch kein Wärmeübergang zwischen dem zylindrischen Teil 64 und dem keramisehen Körper statt.

Am unteren Ende ist die Kathodentraghülse 48 nochmals mit einem kleineren Durchmesser versehen und dort mit dem Kathodenröhrchen 32 verschweißt. Es besteht also überall außer an dieser Schweißstelle ein radialer Abstand zwischen der Kathodentraghülse 48 und dem Kathodenröhrchen 32.

Das Kathodenröhrchen 32 und die insgesamt zur Abstützung der Kathode dienende Anordnung 42 sind im becherförmigen Steuergitter 30 durch eine Befestigung der Hülse 46 an der Zylinderwand des Steuergitters 30 durch Punktschweißung festgelegt.

Bei dieser Anordnung, welche lediglich Schweißstellen und durch Hartlötung hergestellte Befestigungsstellen zwischen einzelnen Bestandteilen enthält, werden die Schwierigkeiten, die bei Anordnungen mit lediglich zusammengeklemmten Bestandteilen auftreten, vermieden oder gemildert. Die Verbindung der einzelnen Bestandteile durch Hartlötung erlaubt keine gegenseitige Verschiebung der Bestandteile bei der betriebsmäßigen Erwärmung. Die einzelnen Bestandteile kehren vielmehr nach Erwärmung und Abkühlung wieder genau in ihre ursprüngliche gegenseitige Lage zurück. Auch durch Erschütterungen kann die gegenseitige Lage der einzelnen Bestandteile nicht verändert werden. Ferner fallen in einer Fabrikation derartige nacheinander hergestellte Anordnungen so gleichmäßig aus, daß im Betrieb keine Schwierigkeiten wegen Abweichungen der einzelnen Anordnungen gegeneinander zu befürchten sind.

Bei diesen Anordnungen tritt ferner bei der Herstellung der Schweißstellen und hartgelöteten Stellen sehr selten eine Beschädigung des Kathodenröhr-

chens 32 auf. Bei der Fabrikation wird nämlich zunächst die Befestigungshülse 46 und die Kathodentraghülse 48 mit dem keramischen Körper verbunden. Nachdem diese Teile abgekühlt worden sind, kann das Kathodenröhrchen 32 mit der Hülse 48 verschweißt werden. Sodann kann man das Kathodenröhrchen 32 zusammen mit der Befestigungsanordnung 42 in das becherförmige Steuergitter 30 einführen und durch eine Verschweißung von 46 mit 30 endgültig befestigen. Man kann aber natürlich auch, nachdem die Anordnung 42 zusammengebaut ist, diese mit dem becherförmigen Steuergitter 30 durch Anschweißen von 46 verbinden und sodann das Kathodenröhrchen 32 in die Kathodentraghülse 48 einführen und durch Schweißung mit ihr fest verbinden.

Außerdem ist wegen der verhältnismäßig großen Masse des Kathodenröhrchens 32 und wegen der Verbindung des keramischen Körpers 44 mit dem oberen Ende der Kathodentraghülse 48 die Wärmeableitung von der emittierenden Kathode zum keramischen Körper 44 und zum Steuergitter 30 verhältnismäßig gering.

Da das Kathodenröhrchen 32 nicht unmittelbar mit dem keramischen Körper 44 hart verlötet ist, brauchen nicht sehr hoch schmelzende Hartlote verwendet zu werden. Man kann also beispielsweise Kupferlote benutzen.

Ein weiterer Vorteil der beschriebenen Kathoden-Steuergitteranordnung besteht darin, daß man zu einer sogenannten Unterbaueinheit kommt, welche die Kathode und das Steuergitter enthält. Eine derartige Unterbaueinheit ermöglicht die zuverlässigste Befestigung dieser Elektroden. Andere Bauarten, welche ebenfalls eine gute Wärmeisolation gewährleisten und bei welchen die Kathode auf Einführungsdrähten oder auf Isolierteilen befestigt ist, welche auch das Steuergitter tragen, neigen zu Mikrophoniestörungen.

Claims (8)

Patentansprüche: 40

1. Kathoden-Steuerelektrodenanordnung für ein Strahlerzeugungssystem einer Kathodenstrahlröhre, enthaltend eine am einen Ende geschlossene, rohrförmige Kathodenhülse, eine die Kathodenhülse koaxial umgebende und mit ihr an einer von dem geschlossenen Ende beabstandeten Stelle verbundene Traghülse, einen die Traghülse halternden, ringförmigen Keramikkörper und eine becherförmige Steuerelektrode mit einem zylindrischen Wandteil, der den Keramikkörper umschließt, dadurch gekennzeichnet, daß die Traghülse (48) im Abstand von der Verbindungsstelle zwischen ihr und der Kathodenhülse (32) mit einem metallisierten Bereich (52) des Keramikkörpers (44) verlötet ist und daß ein zweiter metallisierter Bereich (50) der Oberfläche des Keramikkörpers (44) mit einem Ende einer zweiten, äußeren Traghülse (46) verlötet ist, deren anderes Ende an der Wand der becherförmigen • Steuerelektrode (30) befestigt ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschlossene Ende der Kathodenhülse in an sich bekannter Weise eine mit einer emissionsfähigen Schicht überzogene Stirnwand enthält.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste, innere Traghülse (48) die Kathodenhülse (32) in an sich bekannter Weise mit Ausnahme der Verbindungsstelle in einem radialen Abstand umgibt.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Traghülse (48), in Längsrichtung betrachtet, einen ersten Teil (62) aufweist, der an die Verbindungsstelle mit dem Keramikkörper (44) angrenzt und satt in dessen öffnung paßt, und einen zweiten Teil (64), der einen kleineren Durchmesser als der erste Teil hat und radial von der Innenwand der Öffnung des Keramikkörpers beabstandet ist, aufweist.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Keramikkörpers an einem inneren ringförmigen Bereich und einem von diesem beabstandeten und zu ihm konzentrischen äußeren ringförmigen Bereich metallisiert ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der äußeren Traghülse mit einem radial nach innen gerichteten Flansch mit dem äußeren metallisierten Bereich (50) und das eine Ende der inneren Traghülse (48) mit einem radial nach außen gerichteten Flansch mit dem inneren metallisierten Bereich der Oberfläche des Keramikkörpers (44) verlötet ist.

7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die metallisierten Bereiche in einer Ebene liegen, die wenigstens annähernd parallel zur Ebene der geschlossenen Stirnwand (38) der Kathodenhülse (32) verläuft.

8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Traghülse, in Axialrichtung betrachtet, im Anschluß an den Flansch einen Teil aufweist, dessen Außendurchmesser etwa gleich dem Innendurchmesser der Öffnung des Keramikkörpers ist, und daß auf diesen Teil in Axialrichtung ein weiterer Teil folgt, der einen kleineren Durchmesser hat als der erste Teil, und daß der erste Teil kurzer ist als die Dicke des Keramikkörpers.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1005 201.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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