Unterdruckgefäss, insbesondere Vakuumgefäss für Kathodenstrahlröhren
Neuerung
Id-eEaK betrifft die Ausbildung von Unterdruckgefässen,
insbesondere die Ausbildung von Vakuumgefässen für Kathodenstrahlröhren. Für verschiedene
Aufgaben, beispielsweise für Spezialaufgaben des Fernsehens, benötigt man Vakuumgefässe,
bei denen zwei mögliehst grosse und mögliehst ebene Flächen einander in geringem
Abstand gegenüberstehen. In Fig. 1 sind drei dieser "dosenförmigen" Gefässe perspektivisch
dargestellt, a) mit kreisförmiger, b) mit quadratischer und a) mit rechteckiger
Grundfläche. Zur Vereinfachung soll im folgenden lediglich die Form a) mit kreisförmiger
Grundfläche besprochen werden. Bekanntlich lastet auf den Flächen eines derartigen
Gefässes
9
nach seiner Evakuierung ein Druck von etwa tkg/om , und es
ist
ohne weiteres ersichtliche dass Gefässe nach Fig. 1 ? bei denen
die Grundflächen eben sind, diesem Druck nur standhalten könnten wenn man sehr dicke
Wandungen wählt ; dies verbietet sich aber, wenn die Forderung besteht, dass der
Abstand der Aussenflächen (d in Fig. 1) klein bleiben soll.Vacuum vessel, in particular vacuum vessel for cathode ray tubes innovation
Id-eEaK concerns the formation of vacuum vessels,
in particular the formation of vacuum vessels for cathode ray tubes. For various tasks, for example for special television tasks, vacuum vessels are required in which two surfaces that are as large and as flat as possible face each other at a small distance. In Fig. 1, three of these "can-shaped" vessels are shown in perspective, a) with a circular, b) with a square and a) with a rectangular base. For the sake of simplicity, only form a) with a circular base will be discussed below. It is well known that such a vessel weighs down on the surfaces of such a vessel 9
after its evacuation a pressure of about tkg / om, and it is
it is readily apparent that the vessels according to FIG. 1? where the base is flat, could only withstand this pressure if you choose very thick walls; however, this is prohibited if there is a requirement that the distance between the outer surfaces (d in FIG. 1) should remain small.
Es ist bekannt, die Festigkeit derartiger Gefässe dadurch zu erhöhen
dass man der Fläche eine geringe Wölbung gibt (Fig. 2), Bei dem hier in Auf-und
Seitenriss dargestellten Kolben einer Fernsehröhre wird der auf der Sohirmfläche
lastende Druck Pi durch die in der gewölbten Wandung entstehenden Iruckspannungen
P'aufgefangen. Dieser muss die in dem zylinderförmigen Teil entstehende Zugspannung
Z zusammen mit dem auf diesem Teil lastenden Druck Puder die Druckspannung t erzeugte
das Gleichgewicht halten. Auch die im Konus entstehenden Spannungen und der auf
diesem lastende Druck p3 erhöhen die Festigkeit des zylinderförmigen Teiles. Wollte
man die gewünschte Gefässform etwa dadurch verwirklichen : dass man zwei Schirmfläohen
von der Form des in Fig, 2 dargestellten Kolbens zusammensetzt (Fig. 3) so würde
man eine ungenügende Festigkeit erhalten, sobald man die Länge d des zylinderförmigen
Teiles verkleinert. Die Druokspannung 21 9 bleibt unverändert bestehen, aber die
Druckspannung P2', die sie teilweise entlastet, nimmt proportional mit d ab, da
die Fläche des
Zylinderteils, auf welcher der Druck P2 lastet, immer
kleiner wird. Deshalb muss ein immer grösserer Teil von P11 durch Z aufgenommen
werden. Z verteilt sioh aber auf einen Querschnitte der-gleiche Wandstärke vorausgesetzt-proportional
mit d abnimmt. Die auf ein Quersohnittselement bezogene spezifische Zugspannung
wird deshalb bei Verkleinerung von d sehr bald den zulässigen Wert überschreiten
und das Gefäss wird beim Evakuieren implodieren.
Neuerung
Durch die RRx&iag wird ein Weg aufgezeigt, der die Herstellung
stabiler, insbesondere flacher, grossflächiger Vakuumgefässe ermöglichte
Neuerungsgemäß
wird bei einem Unterdruckgefäss mit mindestens
s
zwei gleichartigen, gekrümmten und einander eng benachbart
gegenüberstehenden Wänden, die Zonen verschiedenen Luftdrucks
voneinander trennen, insbesondere bei einem Vakuumgefäss für eine Kathodenstrahlröhre,
vorgeschlagen, von jeweils zwei einander eng benachbart gegenüberstehenden Wänden
eine konvex und die andere konkav gekrümmt auszubilden, jede dieser Wände von der
Zone höheren Druckes in Richtung auf die Zone niederen Druckes betrachtet.It is known to increase the strength of such vessels by giving the surface a slight curvature (FIG. 2). In the case of the piston of a television tube shown here in elevation and side elevation, the pressure Pi on the surface of the screen is reduced by that in the curved Compressive stresses P 'arising from the wall are absorbed. This has to keep the tensile stress Z created in the cylindrical part together with the pressure powder on this part the compressive stress t created in equilibrium. The stresses that arise in the cone and the pressure p3 on it also increase the strength of the cylindrical part. If one wanted to achieve the desired shape of the vessel, for example: that one put together two umbrella surfaces of the shape of the piston shown in Fig. 2 (Fig. 3), you would get insufficient strength as soon as the length d of the cylindrical part is reduced. The compressive stress 21 9 remains unchanged, but the compressive stress P2 ', which it partially relieves, decreases proportionally with d, since the area of the cylinder part on which the pressure P2 is applied becomes smaller and smaller. Therefore, an ever larger part of P11 has to be taken up by Z. Z is distributed over a cross-section with the same wall thickness assuming that it decreases proportionally with d. The specific tensile stress related to a cross-sonic element will therefore very soon exceed the permissible value when d is reduced and the vessel will implode when evacuating. innovation
The RRx & iag shows a way of making
enabled more stable, especially flat, large-area vacuum vessels According to the innovation
is with a vacuum vessel with at least
s
two similar, curved and closely spaced
opposing walls, the zones of different air pressure
Separate from each other, especially in a vacuum vessel for a cathode ray tube, proposed that of two closely spaced opposing walls, one convex and the other concavely curved, each of these walls viewed from the zone of higher pressure in the direction of the zone of lower pressure.
Neuerung Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
neuerungsgemäss In Fig. 4 ist ein erindungsgesäss
ausgebildetes Vakuumgefäss dargestellt. Während der Druck P1 in der konvexen Wand
eine Druckspannung P1' verursacht, erzeugt der Druok P1 in der konkaven Wand eine
Zugspannung Zig Man macht zweckmässig die Krümmung der beiden Wände gleich ; damit
ist P1 = Z1, und das zylinderförmige Verbindungsstück zwischen beiden Wänden, das
dann sehr kurz gehalten werden kann, hat die Aufgabe, die auf der linken Seite im
Verbindungsstück entstehende Zugspannung mit der auf der rechten Seite entstehenden
Druckspannung auszugleichen. Man wird dann, um diesen Ausgleich auf einer möglichst
kurzen Strecke zu ermöglichten, etwa die Anordnung von Bild 5 wählen. Die Verbindungsstelle
11 der beiden Wände wird zweokmässig so stark bemessen, dass die dort auftretenden
grossen Soherungskräfte nicht zu unzulässig hohen Spannungen führen. Innovation The invention is illustrated below with the aid of exemplary embodiments
explained in more detail.
According to the innovation In Fig. 4 is an inventive seat
formed vacuum vessel shown. While the pressure P1 in the convex wall
causes compressive stress P1 ', the pressure P1 creates one in the concave wall
Tensile stress Zig It is useful to make the curvature of the two walls equal; in order to
is P1 = Z1, and the cylindrical connecting piece between the two walls, the
then it can be kept very brief, has the task that im on the left
The tensile stress that arises in the connecting piece with the one on the right-hand side
Compensate for compressive stress. One will then, in order to compensate this on a possible basis
short distance, for example choose the arrangement shown in Fig. 5. The junction
11 of the two walls is dimensioned so that the two dimensions that occur there
large joint forces do not lead to inadmissibly high tensions.
Bei der in Fig. 5 dargestellten Anordnung sind für die Festigkeit
des Gefässes die in der konkaven Wand auftretenden Zugspannungen masgebend, gleiche
Stärke und Krümmung der Wände vorausgesetzt. Das ist dadurch begründet, dass bekanntlich
die Zugfestigkeit der für den Bau von Valalumgefässen vorzugsweise verwendeten Materialien,
beispielsweise Glas, wesentlich kleiner iut als ihre Druckfestigkeit. Mit Rücksicht
auf die in der konvexen Wand auftretenden Druckspannungen könnte das Gefäss erheblich
grösser
gebaut werden. Man kann nun aber die Frontwand einer Kathodenstrahlröhre auch nicht
beliebig stark ausbilden. Einerseits wird die Röhre sehr schwer und andererseits
ist aus optischen Gründen eine Grenze gesetzt.In the arrangement shown in Fig. 5 are for strength
of the vessel, the tensile stresses occurring in the concave wall are decisive
The thickness and curvature of the walls are assumed. This is justified by the fact that, as is well known
the tensile strength of the materials preferably used for the construction of Valalum vessels,
for example glass, much smaller than its compressive strength. With consideration
the vessel could considerably affect the compressive stresses occurring in the convex wall
greater
be built. But now you cannot either use the front wall of a cathode ray tube
train as strong as you want. On the one hand the tube becomes very heavy and on the other hand
a limit is set for optical reasons.
Es ist bereits bekannt, zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten die
Frontwand einer Kathodenstrahlröhre in mehrere zwischen Aussenraum und Vakuumraum
hintereinanderliegende Kammern zu unterteilen wobei die Kammern nicht vollständigevakuiert
sind Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist bei dem in Fig. 6 dargestellten
Vakuumgefäas der Vakuumraum 1 durch an den Breitseiten vorgesehene Unterdruckkammern
2 und 3 vom Aussenraum getrennte wobei die Wände 4 und 5 mit konvexer Krümmung jeweils
mit Wänden 6 und 7 mit konkaver Krümmung kombiniert sind. Die nicht völlig evakuierten
Räume 2 und 3 werden unter so hohem Druck belassen, dass sowohl die konkaven als
auch die konvexen Wände gleich stark beansprucht werden, wie es ihrer Wandstärke
und ihrer Krümmung entspricht. Der zylinderförmige Teil des Gefäßes kann bei dieser
Anordnung in hohem Masse entlastet werden, da sich die Druckspannung Pit der konvexgn
und die Zugspannung Z1 der konkaven Wand teilweise oder völlig aufheben.It is already known to help avoid these difficulties
Front wall of a cathode ray tube in several between the outside space and the vacuum space
to subdivide consecutive chambers whereby the chambers are not completely evacuated
According to a further development of the invention, the one shown in FIG. 6
Vacuum vessels the vacuum space 1 by means of vacuum chambers provided on the broad sides
2 and 3 separated from the outside space, the walls 4 and 5 each having a convex curvature
are combined with walls 6 and 7 with concave curvature. Those not fully evacuated
Spaces 2 and 3 are kept under so high pressure that both the concave and
The convex walls are also stressed to the same extent as their wall thickness
and corresponds to its curvature. The cylindrical part of the vessel can be used in this
Arrangement are relieved to a great extent, since the compressive stress Pit of the convexgn
and partially or completely cancel the tension Z1 of the concave wall.
Der auf der Zylinderfläche lastende Luftdruck P2 stellt meist keine
gefährliche Belastung dar, da die Länge des zylindrischen Teiles d nicht gross ist
und die Festigkeit durch die Krümmung erhöht wird. Sollten hier doch Schwierigkeiten
zu befürchten
seinp wenn beispielsweise nicht die Form nach Fig,
last sondern die nach Fig. 1b oder o gewählt wird, bei der die seitlichen Begrenzungsfläohen
nicht mehr gekrümmt sind, so kann man auch diesen Teil des Gefässes wölben und diese
Wölbung mit denen der konkaven und konvexen Wände so abstimmen, dass sich ein Minimum
der Beanspruohung ergibt.The air pressure P2 on the cylinder surface is mostly nonexistent
dangerous load because the length of the cylindrical part d is not great
and the strength is increased by the curvature. Should there be difficulties here
to fear
be p if, for example, not the form according to Fig,
last but that according to Fig. 1b or o is chosen, in which the lateral boundary surfaces
are no longer curved, this part of the vessel can also be arched and this
Match the curvature with those of the concave and convex walls so that there is a minimum
the stress results.
Der doppelwandige Abschluß kannnaturgemäss auch von Vorteil sein,
wenn es sich nicht darum handelte ein"dosenförmiges" Vakuumgefäss zu bauen, sondern
wenn beispielsweise eine Braunsehe Röhre abzuschliessen ist (Fig. 7). Auch bei diesen
Gefässen kann, insbesondere bei sehr grossen Durchmessern, die Beanspruchung der
verhältnismässig flachen Sohirmwand unzulässig grass werden. Auch hier erreicht
man durch Verbindung einer konvexen mit einer konkaven Wandung und Belassung eines
ausreichenden Druckes im Zwischenraum 2 eine Entlastung des
zylindrischen Teiles durch Kompensation von P'und Z< Die
auf die konvexe und konkave Wand wirkenden Kräfte werden kleiner, da auf diese nur
der geringe Druck p41 auf jene nur die Differenz p1-p4 einwirkt. Neuerung
Die mßäSist nicht auf die erläuterten Auaführungsbeispiele
beschränkte sondern ist allgemein anwendbar auf flache Gefässe mit wenigstens einer
nahezu ebenen Fläche beliebiger Form.The double-walled closure can naturally also be of advantage when it is not a question of building a "box-shaped" vacuum vessel, but rather when, for example, a Braunsehe tube is to be closed (Fig. 7). With these vessels, too, particularly with very large diameters, the relatively flat umbrella wall can be subjected to impermissible stress. Here too, by connecting a convex wall with a concave wall and leaving sufficient pressure in the space 2, the load is relieved cylindrical part by compensating for P 'and Z <Die
Forces acting on the convex and concave walls become smaller, since only the low pressure p41 acts on them, while only the difference p1-p4 acts on them. innovation It does not apply to the illustrated embodiments
limited but is generally applicable to flat vessels with at least one nearly flat surface of any shape.