DE1948110A1 - Verfahren zum Montieren eines Heizfadens in einem Kathodenroehrchen - Google Patents

Description

6861-69/Kö/S -

Convention Date:

September 24, 1968

ROA Corporation, New York, N. Y., V.St. A.

Verfahren zum Montieren eines Heizfadens in einem Kathoden-

röhrchen

Die Erfindung "betrifft ein Verfahren zum Montieren eines Heizfadens in einem Kathodenröhrchen, das durch zwei Isolierstäbe gehaltert ist sowie ein offenes und ein geschlossenes Ende aufweist, wobei der in Längsrichtung sich erstreckende Heizfaden zwei Schenkelteile aufweist, die von seinem einen Ende sich in im wesentlichen der gleichen Richtung erstrecken.

Ein Problem beim Einführen von Heizfäden in Kathodenröhrchen ist es, zu bestimmen, wie weit der Heizfaden in die Kathode hineinreicht. Die Tatsache, daß Kathodenheizfäden gewöhnlich aus verhältnismäßig dünnem Draht gefertigt sind, macht eine sehr sorgfältige Handhabung erforderlich, damit das Heizfadengebildt nicht deformiert wird. Dies beeinträchtigt wiederum die Genauigkeit, mit der die Strecke, um welche der Heizfaden in die Kathode eingeführt wird, festgelegt werden kann.

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.Wenn die elektronenemittierende Fläche des Kathodenröhrchens sich an dessen geschlossenem Ende befindet, beeinflußt der Abstand des Heizfadens vom geschlossenen Kathodenende die Elektro nenemission. Je nach dem Abstand zwischen Heizfaden und geschlossenem Kathodenende ist die Elektronenemission verschieden. Dies ist besonders'dann störend, wenn mehrere Kathoden, in einem Mehrstrahlsystem, wie z.B. bei einer Farbbildröhre, vorgesehen sind.

Ein weiteres Problem, das sich aus der ungleichmäßigkeit des Hineinreichene des Heizfadens in die Kathode beim Einführen von Hand ergibt, besteht darin, daß die Wärmeabgabe oder Wärmeleistung von Kathode zu Kathode verschieden ist. Normalerweise wird der Heizfaden durch Vorsprünge oder Nasen gehaltert, die an den aus dem offenen Ende der Kathode herausragenden Drahtsehenkel teil angeschweißt sind. Diese Nasen haben einen festen Abstand von der Kathode. Wenn die Heizfäden in die entsprechenden kathoden röhrchen verschieden weit hineinreichen, so ist die Heizfadenlänge von Kathodenanordnung zu Kathodenanordnung verschieden. Dadurch wird der elektrische Widerstand der einzelnen Heizfäden und folglich die Temperatur, auf welche die betreffenden Kathoden aufgeheizt werden, verschieden. Dies trägt zusätzlich dazu bei, daß die Elektronenemission von Kathode zu Kathode verschieden ist, was wiederum besonders in solchen Fällen stört, wo die Kathodenanordnung in einem Mehrstrahlsystem einer Kathodenstrahlröhre verwendet wird, bei der es auf gleiche Betriebsbedingungen der einzelnen Elektronenstrahlsysteme ankommt.

Ein weiteres Problem beim manuellen Montieren eines Heizfadens in einem Kathodenröhrchen besteht darin, daß die elektrische Isolation des Heizfadens bei der Montage beschädigt oder zerstört werden kann. Die Schenkel des Heizfadens sind gewöhnlich relativ lang, so daß sie die Strecke von der Kathode bis zum Bereich der durch den Röhrenfuß durchgeführten elektrischen Zuleitungen, an welchen sie z.B. festgeschweißt sind, überspannen. Diejenigen Schenkelteile, die sich bei montiertem Heizfaden im Bereich der Kathode befinden, sind mit einer elektrischen Isolation überzogen, um Kurzschlüsse zwischen Heizfaden und Kathode zu verhindern. Nur an den verhältnismäßig kurzen freien Enden sind die

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Schenkel blank, um den elektrischen Anschluß und die Befestigung an-d-en Zuleitungen zu ermöglichen. Beim manuellen Montieren des Heizfadens in der Kathode werden üblicherweise die Heizfadenschenkel mit der Hand erfaßt und auf diese Weise der Heizfaden während des Montierens gehalten. Wegen des sehr kleinen Querschnitt^ der Heizfadenschenkel ist es jedoch schwierig, die Heizfadenschenkel in genauer Orientierung von Hand zu erfassen und festzuhalten. Es geschieht daher häufig, daß während des Erfassens von Hand die Heizfadenschenkel um eine Strecke auseinandergebogen werden, die größer ist als der Durchmesser der betreffenden Kathode. Der Rand des offenen Kathodenendes, das den Heiz faden aufnimmt, ist gewöhnlich verhältnismäßig scharf, so daß der Isolierbelag des Heizfadenschenkels, wenn er beim manuellen Einführen in gewaltsame Berührung mit dem Rand des Kathodenröhrchens kommt, abgeschabt wird. Dies kann zu Kurzschlüssen zwischen Heizfaden und Kathode führen.

Zur Behebung dieser Schwierigkeiten sieht die Erfindung ein Verfahren zum Montieren eines Heizfadens in einem durch zwei Isolierstäbe gehalterten Kathodenrölirchen vor, bei welchem die Arme oder Schenkel eines U-fÖrmigen Metallbügels an den Drahtschenkelteilen des Heizfadens befestigt werden, sodann das andere Ende des Heizfadens in das offene Ende des Kathodenröhrchens eingeführt wird, auf den U-Bügel eine vorbestimmte Kraft ausgeübt wird, um den Heizfaden in Berührung mit dem geschlossenen Kathodenende zu drücken, die Arme des U-Bügels an je einer, an einem entsprechenden der beiden Isolierstäbe befestigten Halterung befestigt werden, und schließlich der die Arme verbindende Teil des U-Bügels entfernt wird.

Die Arme des U-Bügels haben einen gegenseitigen Abstand, der kleiner ist als der Durchmesser der Kathode. Die blanken Enden der Heizfadenschenkel werden, um gleichmäßige Abmessungen bei verschiedenen Heizfaden-Bügelanordnungen sicherzustellen, in eine vorbestimmte, die Bügelarme erfassende Lage gebracht und an den Bügelarmen z.B. durch Anschweißen befestigt.

Bei der so hergestellten Anordnung bildet der U-Bügel ein stabiles Teil zum bequemen Fassen von Hand. Der Heizfaden wird

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während er so erfaßt ist, in das offene Ende der Kathode einge^ führt. Der Bügel verhindert dabei das Auswärtsbiegen der Heizfadenschenkel, so daß sie beim Einführen die scharfen Bänder des offenen Kathodenendes nicht berühren können.

Das Einführen kann mit Hilfe einer vorbestimmten Kraft, beispielsweise mittels einer Feder, erfolgen, um eine gleichmässige Anordnung der Heizfaden in verschiedenen Kathoden zu gewährleisten.

Nach dem Einführen des Heizfadens in die Kathode in der beschriebenen Weise werden die Arme des U-Bügels an den auf zwei Glasstäben gehalterten Zuleitungen angeordnet. Die Bügelarme fc werden dann von Hand in Kontakt mit den Zuleitungen gebracht und an diesen z.B. durch Anschweißen befestigt.

Auf diese Weise wird erreicht, daß bei einer so hergestellten Heizfaden-Kathodenanordnung die Kathodentemperatur von Anordnung zu Anordnung gleichmäßig ist und keine Kurzschlüsse zwischen Heizfaden und Kathode im Betrieb auftreten. Die Anordnung eignet sich daher besonders für das Dreistrahlsystem einer Farbbild-Kathodenstrahlröhre.

In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 den teilweise im Schnitt dargestellten Aufriß einer erfindungsgemäß hergestellten Heizfaden-Kathodenanordnung einer \ Dreistrahl-Kathodenstrahlröhre;

Figur 2 den Grundriß der Anordnung nach Figur 1 in einer Dreiergruppe für ein Dreistrahlsystem;

Figur 3 den Aufriß einer Heizfaden-Bügelanordnung zur Verwendung beim Zusammenbau der erfindungsgemäßen Heizfaden-Kathoden anordnung;

Figur 4 eine auseinandergezogene Darstellung der für den Zusammenbau einer erfindungegemäßen Heisfaden-Kathodenanordnung' verwendeten Teile;

Figur 5 eine Darstellung, die das einheitlich kontrolliert· Einführen des Heizfadens in die Kathode veranschaulicht; und

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Figur 6 den Ü-Bügel der Heizf aden-Bügelanordnung bei zum elektrischen Isolieren der beiden Bügelarme entferntem Quersteg.

Die in Figur 1 gezeigte Heizfaden-Kathodenanordnung 10 enthält ein Kathodenröhrohen 11 mit offenem unteren Ende 12 und geschlossenem oberen Ende 14. Auf dem geschlossenen oberen Ende 14 befindet sich eine Schicht 15 aus elektronenemittierendem Material, beispielsweise einer bekannten Zusammensetzung aus Barium-, Kalzium- und Strontiumoxyden. Ein rohrförmiger Halter für die Kathode 11 ist mit einem Teil 16 am unteren Kathodenende z.B. angeschweißt. Der von der Kathode 11 beabstandete obere Teil 18 dieses Halters hat einen radial vorstehenden Plansch 19, der an einem in isolierende Seitenhälterteile 22, 24 aus z.B. Glas eingebetteten Vorsprung 20 z.B. angeschweißt ist. Durch diese Art der Halterung der Kathode 11 wird die Wärmeableitung vom Emissions teil 15 verringert.

Der Heizfaden 26 kann aus einer mit Isoliermaterial wie Aluminiumoxyd beschichteten Drahtwendelanordnung mit isolationsfreien Schenkelteilen 28, 30 bestehen. Die blanken Schenkelteile 28, 30 sind an zwei Metallarmen 32, 33 z.B. angeschweißt, die ihrerseits an metallischen Zuleitungsanordnungen 34, 36 z.B. angeschweißt sind. Die Zuleitungsanordnungen sind an metallischen Halterungsnasen 38, 40, die in die Isolierteile 22, 24 eingebettet sind, z.B. durch Anschweißen befestigt. Über elektrische Zuleitungsdrahte 42, 44 sind die Heizfadenschenkel 28, 30 an eine Stromquelle (nicht gezeigt) anschließbar.

Figur 2 zeigt eine Gruppe von drei Heizfaden-Kathodenanordnungen von der in Figur 1 gezeigten Art zur Verwendung im Dreistrahlsystem einer Farbbild-Kathodenstrahlröhre. Dabei ist ein dritter isolierender Halterungsstab 46 aus z.B. Glas vorgesehen. Um die Heizfadenschenkel 48, 50 der Heiziaden-Kathodenanordnung 52 mit den Heizfadenschenkeln 54, 56 der Heizfaden-Kathodenanordnung 58 und- mit den Heizfadenschenkeln 28, 30 der Anordnung 10 in Beine zu «ehalten, können elektrische Verbindungeleiter' 60, 62, vorgesehen faein»

Bein Montieren dt· Heizfaden« 26 in der Kathode 11 (Figur 1)

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wird.zunächst ein· Heizfaden-Bügelanordnung oder -baugruppe 66 (Figur 3) gebildet. Der Heizfaden 26 Ist gewöhnlich präzisionsgefertigt, so daß seine Länge einschließlich der Schenkel"28,50 von Heizfaden zu Heizfaden im wesentlichen einheitlich ist. Fm die gewünschte Einheitlichkeit der Länge der Heizfaden-Bügelbaugruppe 66 zu erhalten, werden der Heizfaden 26 und ein U-förmiger Bügel 68 in eine geeignete Einspannvorrichtung oder ein geeignetes Spannfutter (nicht ©zeigt) zum Schweißen eingesetzt, so daß die Gesamtlänge der Heizfaden-Bügelbaugruppe sowie der Abstand zwischen den Heizfadenschenkeln durch die Einspannvorrichtung genau festgelegt sind. Die blanken Enden 28, 30 des Heizfadens werden an den Armen oder Schenkeln 32, 33 des. Bügels 68 angeschweißt. Dadurch wird sichergestellt, daß die Längsäbmessungen bei mehreren so hergestellten Heizfaden-Bügelbaugruppen im wesentlichen gleich\eind. -

Die Heizfaden-Bügelanordnung 66 wird dann von Hand erfaßt, indem man den Bügel 68 greift. Sodann wird die Baugruppe zwischen den ZuIeitungsanordnungen 34» 36 in das offene Ende der Kathode 11 soweit eingeschoben (Figur 4), bis man einen Widerstand verspürt. Dieser Widerstand sollte an sich zwar anzeigen, daß der Heizfaden 26 voll in die Kathode 11 eingeschoben ist. In der Praxis Ist dies Jedoch häufig nicht der Fall, besonders da es nahezu unmöglich ist, von Hand stet& genau die gleiche Kraft bei verschiedenen solchen Einschiebvorgängen auszuüben.

Um sicherzustellen, daß das Einführen des Heizfadens in die Kathode stets mit genau der gleichen Kraft erfolgt, verwendet man eine geeichte Federvorrichtung 70 (Figur 5)· Diese Vorrichtung ruht auf einem Tisch 72» und die Heizfaden-Kathodenanordnung wird nach unten geführt, um den Bügel 68 auf das Ende einer Blattfeder 71 aufzusetzen, und zwar mit einer solchen Kraft, daß die Vorrichtung 70 einen vorbestimmten Wert, angezeigt durch ein Eioh- oder Heßorgan 74, registriert. Genau die gleiche Kraft wird durch die Federanordnung 70 auegeübt, um den Heizfaden 26 voll in die Kathode 11 einzusetzen, so daß er mit seinem oberen Ende die Innenfläche des geschlossenen Endes 14 der Kathode 11 erfaßt (Figur 1). Dies ergibt eine maximale IJirmeüberlragung zwischen Heizfaden und Kathode. Sie erforderlieh· Kraft der Feder 71 wird

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dabei empirisch ermittelt«

Wenn der Heizfaden 26 auf diese Weise voll in die Kathode 11 eingesetzt iet, werden die Bügelschenkel 32, 33 an den Zuleitungsanordnungen 34 "bzw. 36 angeschweißt.

Sodann wird der U-Bügel 68 z.B. in der in Figur 6 gezeigten Weise zertrennt, um den die Arme oder Schenkel 32, 33 verbindenden Quersteg 76 des Bügels zu entfernen. Bei Anlegen einer Spannung an die Arme 32, 33 fließt ein Strom durch den Heizfaden 26 (Figur 1).

Die Art und Weise des Zertrennens des U-Bügels 68 ist nicht kritisch, indem es lediglich darauf ankommt, daß die elektrische Verbindung zwischen den beiden Armen 32, 33, außer über den Heizdraht 26, unterbrochen wird. Beispielsweise kann ein rechtwinklig zu den Armen 32, 33 verlaufender Teil" des Steges 76 entfernt werden.

Für die Befestigung der einzelnen Heizfadensohenkel (26) am Glasstab (22) kann man statt drei getrennter metallischer Elemente wie 32, 34und 38 auch weniger solche Elemente verwenden.. Beispielsweise kann man das Element 38 langer ausbilden und das Element 34- mit dem Bügelsehenkel 32 zu einem einzigen Metallstück vereinigen. Stattdessen kann man auch die Elemente 38 und 34 zu einem einzigen Stück vereinigen.

Durch die Erfindung wird somit ein verbessertes Verfahren zum Hontieren eines Heizfadens in einem Kathodenröhrehen geschaffen, das eine einheitliche Durchführung der Hontage bei mehreren Heizfaden-Kathodenanordnungen sicherstellt, was von besonderem Vorteil bei Dreistrahlsyatemen von Farbbild-Kathodenstrahlröhren ist.

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Claims (2)

1. Patentansprüche

   Verfahren zum Montieren eines Heizfadens in einem Kathodenröhrchen, das von zwei Isolierstäben gehaltert ist und ein offenes sowie ein geschlossenes Ende aufweist, wobei der in Längsrichtung des Kathodenröhrchens sich erstreckende Heizfaden zwei Drahtschenkelteile aufweist, die von seinem einen Ende in im wesentlichen der gleichen Sichtung vorstehen, dadurch g e k e η η ζ e ic h η e t , daß die Schenkel (32, 33) eines metallischen U-Bügels 68 an je einem der Drahtschenkelteile (28, 30) des Heizfadens (26) befestigt werden; daß dann das andere Ende des Heizfadens in das offene Ende (12) des Kathodenröhrchens (11) eingeschoben wird; daß auf den U-Bügel eine vorbestimmte, geeichte Kraft ausgeübt und dadurch der Heizfaden in Berührung mit dem geschlossenen Ende (14) des Kathodenröhrchens gedrückt wird; daß die Schenkel des U-Bügels an je einer Halterung (34, 36), die an einem entsprechenden von zwei Isolierstäben (22, 24) befestigt ist, befestigt werden; und daß schließlich ein die Schenkel des U-Bügels verbindender Stegteil (76) des U-Bügels entfernt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz.e ic h η et , daß der U-Bügel und der Heizfaden eine vorbestimmte Gesamtlänge bilden*

   3· Verfahren nach Anspruüh 1, d a d u r c h g e kennze ic h η et, daß die Schenkel des U-Bügels einen so geringen Abstand voneinander haben, daß die daran befestigten Drahtschenkelteile des Heizfadens sich innerhalb der Umgrenzung des offenen Endes des Kathodenröhrohens befinden.

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