DE1237697B - Verfahren zum Herstellung einer Kathoden-Steuerelektrodenanordnung fuer das Strahlerzeugersystem einer Kathodenstrahlroehre - Google Patents

Description

DEUTSCHES ΜϊΎ@& PATENTAMT Deutsche Kl.: 21 g -13/21

AUSLEGESCHRIFT

Nummer: 1237 697

Aktenzeichen: R 36140 VIII c/21g

J 237 697 Anmeldetag: 17.September 1963

Auslegetag: 30. März 1967

DieErfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Kathoden-Steuerelektrodenanordnung für das Strahlerzeugersystem einer Kathodenstrahlröhre mit röhrchenförmiger Kathode und becherförmiger, eine Mittelöffnung aufweisender Steuerelektrode, wobei 5 die Stirnwand des Kathodenröhrchens einen bestimmten geringen Abstand von der Steuerelektrode hat.

Bei derartigen Strahlerzeugersystemen mit axial ausgerichteten Elektroden, wie sie beispielsweise für die Bildröhren von Heimfernsehempfängern verwendet werden, beträgt bei manchen Röhrentypen der Abstand zwischen der Steuerelektrode, deren Mittelöffnung nur einen kleinen mittleren Bereich der emissionsfähigen Kathodenschicht für die Aussendung des Elektronenstrahles freigibt, und der aktiven Kathodenschicht in der Größenordnung von 100 Mikron. Bei Röhrentypen, die für kleine Steuerspannungen ausgelegt sind, kann dieser Abstand sogar nur 25 Mikron und weniger betragen. Derart geringe Abstände zwischen Kathode und Steuerelektrode müssen beim Zusammenbau des Systems natürlich sehr genau eingestellt und festgelegt werden.

Selbst wenn man aber den erwähnten Abstand noch so genau und sorgfältig festlegt und dafür sorgt, daß er sich auch im Betrieb der Röhre normalerweise nicht verändert, ergibt sich ein mit den bekannten Verfahren nicht zu lösendes Problem daraus, daß die Dicke des in Form einer Pulvermischung auf das Kathodenröhrchen aufgebrachten Kathodenbelages im allgemeinen unregelmäßig ist und die Kathodenschicht nicht selten spitzen- oder gratartige Erhöhungen aufweist. Diese Spitzen oder Grate können bis in die nächste Nähe der Steuerelektrode vorstehen, so daß sich ein hochohmiger Ableitwiderstand und unter Umständen sogar ein vollständiger Kurzschluß zwisehen Kathode und Steuerelektrode ergibt. Selbst wenn solche Strahlerzeugersysteme nach den bekannten Verfahren und mit den bewährtesten technischen Hilfsmitteln hergestellt und montiert werden, ist ein durch derartige Isolationsfehler zwischen Kathode und Steuerelektrode bedingter Ausschuß von 15 bis 40 °/o in der Praxis keine Seltenheit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem das Auftreten von störenden Ableitwiderständen oder gar Kurzschlüssen zwisehen Kathode und Steuerelektrode des Strahlerzeugersystems weitgehend vermieden wird, ohne daß dadurch anderweitige Nachteile in Kauf genommen werden müssen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß die Stirnwand des Kathodenröhrchens nach außen herausgewölbt, danach auf ihrer konvexen Außen-Verfahren zum Herstellen einer
Kathoden-Steuerelektrodenanordnung für das
Strahlerzeugersystem einer Kathodenstrahlröhre

Anmelder:

Radio Corporation of America,
New York, N.Y. (V. St. A.)

Vertreter:

Dr.-Ing. E. Sommerfeld, Patentanwalt,
München 23, Dunantstr. 6

Als Erfinder benannt:

Donald Max Linn, Jonesboro, Ind. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:

V. St. v. Amerika vom 1. Oktober 1962 (227 272)

seite ein emissionsfähiges Material aufgetragen und dann das Kathodenröhrchen in den Steuerelektrodenbecher eingesetzt und in dem gewünschten Abstand von der Steuerelektrode befestigt. Vorzugsweise geht man dabei so vor, daß das Kathodenröhrchen nach dem Herauswölben seiner Stirnwand mittels zweier am Kathodenröhrchen angebrachter Umfangswülste in einer durchlochten Keramikschdibe befestigt wird; daß am äußeren Rand der Keramikscheibe ein ringförmiger Befestigungsflansch angebracht wird; daß dann nach dem außenseitigen Beschichten der Kathodenstirnwölbung mit emissionsfähigem Material die aus Kathode, Keramikscheibe und Befestigungsflansch bestehende Anordnung so weit in den Steuerelektrodenbecher eingeschoben wird, bis der Mittelteil der emissionsfähigen Schicht im gewünschten Abstand der Steuerelektrodenöffnung gegenübersteht; und daß schließlich die Kathodenanordnung durch Verschweißen des Befestigungsflansches mit der Seitenwand der Steuerelektrode in dieser befestigt wird.

Durch dieses Verfahren, insbesondere durch das Herauswölben des Stirnendes des Kathodenröhrchens, wird mit großer Wahrscheinlichkeit verhindert, daß die erwähnten Erhöhungen in der Kathodenschicht dem außerhalb der Mittelöffnung liegenden Bereich der Steuerelektrode so nahe kommen können, daß hochohmige Ableitwiderstände oder gar Kurzschlüsse zwischen Steuerelektrode und Kathode entstehen, weil ja die Kathode von der Steuerelektrode außer im Be-

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Claims (1)

reich von deren Mittelöffnung zurückgewölbt ist. Die Maßnahme, daß das Herauswölben vor dem Aufbringen der Kathodenschicht erfolgt, ist deshalb von Vorteil, weil ein nachträgliches Herauswölben zur Folge haben könnte, daß dabei die bereits aufgebrachte Kathodenschicht bricht und abblättert. Nachstehend wird an Hand der Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine teilweise geschnittene, teilweise weggebrochene Seitenansicht eines Ausführungsbeispieles einer Kathodenstrahlröhre und F i g. 2 eine vergrößerte Schnittansicht der Kathoden-Steuerelektrodenanordnung der in F i g. 1 dargestellten Röhre. Die in F i g. 1 dargestellte Elektronenstrahlröhre 10 enthält einen Kolben, der aus einem Hals 12, einer Stirnplatte 14 und einem dazwischenliegenden Konus 16 besteht. Auf der Innenseite der Stirnplatte befindet sich ein Lumineszenzschirm 19, der im Betrieb von einem Elektronenstrahl getroffen wird, der von einem im Hals 12 untergebrachten Strahlerzeugungssystem 18 ausgeht. Das Strahlerzeugungssystem 18 umfaßt eine Reihe von koaxialen, rohrförmigen, in der Mitte durchbrochenen Elektroden, nämlich eine becherförmige Steuerelektrode 22, eine becherförmige Schirmgitterelektrode 24 und eine Fokussieranordnung mit einer ersten Anode 26, einem Fokussierring 28 und einer zweiten Anode 30. Die Elektroden werden in ihrer koaxialen Lage durch zwei Isolierstäbe 32 gehaltert, mit denen sie über U-förmige Halterungsglieder 34 verbunden sind, welche einerseits an den Elektroden befestigt und andererseits in den Isolierstäben eingebettet sind. Eine Kathodenanordnung 35, die eine rohrförmige Kathode 36 enthält, ist in einer in der Mitte durchbrochenen Isolierscheibe 38, z. B. aus Keramik, gelagert und in der becherförmigen Steuerelektrode 22 angeordnet. Die Kathode 36 ist am einen Ende durch eine kuppeiförmige Stirnwand 40 geschlossen, die mit einem geeigneten Elektronen emittierenden Material überzogen ist. Innerhalb der Kathode 36 befindet sich ein Heizfaden 41. Die Innenseite des konusförmigen Teiles 16 des Röhrenkolbens ist mit einem leitenden Belag 42 versehen, der mit dem Leuchtschirm 19 in Verbindung steht und über eine Anzahl von Federfingern 44 in Kontakt mit der zweiten Anode 30 steht. Zum Anschluß der Schicht 42, der Anode 30 und des Phosphorschirms 19 dient ein nur schematisch angedeuteter Hochspannungsanschluß 46. Die Anode 26 kann gewünschtenfalls innerhalb der Röhre in nicht dargestellter Weise mit der Anode 30 verbunden sein. Der Kolbenhals 12 ist am hinteren Ende durch einen nicht dargestellten Quetschfuß verschlossen, auf dem ein Fuß 48 mit Anschlußstiften 50, die über Einführungsdrähte in der üblichen Weise mit den Elektroden des Strahlerzeugungssystems verbunden sind, befestigt ist. Wie F i g. 2 zeigt, weist die becherförmige Steuerelektrode 22 ein zylindrisches Wandteil 51 und ein ebenes Wandteil 52 auf, letzteres ist in der Mitte mit einer Öffnung 54 für den Elektronenstrahl versehen. Die Keramikscheibe 38 der Kathodenanordnung ist zwischen den Flanschen eines äußeren Ringes 56 und eines in diesen satt passenden und mit ihm verschweißten Innenringes 58 gehalten. Die Kathodenanordnung 35 wird als Einheit so innerhalb des Steuerelektroden- bechers 22 angeordnet, daß die kuppeiförmige Endwand 40 der Kathode den gewünschten Abstand zur durchbrochenen Stirnwand 52 der Steuerelektrode hat. Die zylindrischen Wandteile 62, 64 der Halterungsringe 56, 58 werden dann durch elektrisches Schweißen an der Innenseite der zylindrischen Wand 51 der Steuerelektrode 22 befestigt. Wie in F i g. 2 angedeutet ist, kann die Dicke der emissionsfähigen Schicht 61 der Kathode in unerwünschter Weise schwanken, da sie aus pulverförmigen Werkstoffen gebildet ist, und sie kann z.B. spitzenartige Vorsprünge 70 aufweisen. Da die Stirnwand 40 der Kathodenhülse kuppeiförmig ist, hat jedoch der Vorsprung 70 einen ausreichenden Abstand von der Stirnwand 52 der Steuerelektrode. Da nur ein kleiner, mittlerer Teil der Stirnwand 40 der Kathode der Gitteröffnung 54 gegenüberliegt, spielt es für die Emissionseigenschaften der Kathode und die Strahlbildung durch die Steuerelektrode keine Rolle, daß die weiter außen liegenden Bereiche der Kathodenendwand 40 in bezug auf die Stirnwand 52 der Steuerelektrode zurückspringen. Bei der Herstellung der in F i g. 2 dargestellten Kathodensteuerelektrodenanordnung fertigt man zuerst ein Kathodenröhrchen mit einer kuppeiförmigen Endwand 40. Die konvexe Außenseite der kuppeiförmigen Wand 40 wird dann mit einer Kathodenpaste 61 überzogen, beispielsweise durch Aufsprühen. Die überzogene Kathode 36 wird dann durch Aufbördeln von Sicken 60 in der Öffnung der Keramikscheibe 38 befestigt. Die Keramikscheibe 38 wird dann mit den beiden Halterungsringen 56, 58 versehen, die anschließend miteinander verschweißt werden. Die Montage der Kathode und der Halterungsrinae an der Keramikscheibe kann vor oder nach der Formgebung der Kathode und dem Aufbringen der Kathodenpaste erfolgen. Die Kathodenanordnung 35 kann innerhalb der becherförmigen Steuerelektrode 22 sowohl vor der Montage der Steuerelektrode 22 an den Halterungsstäben 32 erfolgen oder nachdem die Steuerelektrode und die anderen Elektroden an den Halterungsstäben befestigt worden sind. Vorzugsweise wird jedoch die Kathodenanordnung 35 erst nach dem Anbringen der becherförmigen Steuerelektrode an den isolierenden Stützstäben in der Steuerelektrode 22 montiert. Hierbei wird dann der genaue Abstand zwischen der emissionsfähigen Schicht 61 und der Steuerelektrodenöffnung 54 durch ein Kapazitätsmeßverfahren festgelegt. Man schiebt dabei die Kathodenanordnung 35 teleskopartig in die becherförmige Steuerelektrode 22, während gleichzeitig die Kapazität zwischen der Kathode und einer anderen Elektrode, z. B. der Steuerelektrode 22 oder vorzugsweise der Schirmgitterelektrode 24 gemessen wird. Wenn der Kapazitätswert erreicht ist, der einem gewünschten Abstand zwischen Kathode und Steuerelektrode entspricht, wird die Kathodenanordnung 35 bezüglich der Steuerelektrode 22 durch Verschweißen der Halterungsringe 56, 58 mit der Wand 51 festgelegt. Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer Kathoden-Steuerelektrodenanordnung für das Strahlerzeugersystem einer Kathodenstrahlröhre mit röhrchenförmiger Kathode und becherförmiger, eine Mittelöffnung aufweisender Steuerelektrode, wobei die Stirnwand des Kathodenröhrchens einen