DE2006468C3 - Verfahren zur Herstellung einer Sattelspule und nach diesem Verfahren hergestellte Spule - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, wie es Oberbegriff des Anspruchs 1 vorausgesetzt ist, und f eine nach diesem Verfahren hergestellte Sattelspule. Ein typisches Ablenkjoch für die elektromagnetische rahlablenkung einer Kathodenstrahlröhre, beispiels-2ise einer Lochmasken-Farbfernsehbildröhre besteht is einem Horizontal- und einem Vertikalsattelspuleniar. Jede Sattelspule weist zwei im Abstand voneinan- :r angeordnete Gruppen von aktiven Seitenleitern auf, e allgemein in Richtung der Röhrenlängsachse :rlaufen und in Urnfangsrichtung der Röhre voneinan- :r beabstandet sind und die der Ablenkung des oder :r Elektronenstrahl der Röhre dienen. An ihren nden sind diese Seitenleiter durch in Querrichtung der öhre verlaufende Stirn- oder Spulenkopfleiter, die keine Strahlablenkung bewirken, untereinander verbunden Die aktiven Seitenleiter sind der Form des Röhrenkolbens angepaßt, der im Falle einer Bildröhre von einem zylindrischen Halsteil, in welchem das Elektronenstrahlerzeugersystem untergebracht ist, sich zu einem Konusteil mit stirnseitigem Bildschirm erweitert. Die durch die beiden Gruppen von aktiven Seitenleitern und die vorderen und hinteren Stirnleiter oder Spulenköpfe gebildete öffnung wird als »Fenster« bezeichnet.

Weitwinkelablenkjoche der oben genannten Art müssen so ausgebildet sein, daß der oder die Elektronenstrahlen über die für die vollständige Abtastung des Bildschirms erforderlichen Winkel abgelenkt werden, und zwar mit einem Minimum an Rasterverzeichnung, Astigmatismus und Koma. Speziell bei einer Dreistrahl-Lochmasken-Farbbildröhre sollten ferner die Horizontal- und Vertikalablenkzentren zusammenfallen. Inwieweit ein Ablenkjoch diesen Anforderungen genügt, hängt von der Lage der aktiven Seitenleiter in den entsprechenden Gruppen ab.

Ein optimales Ablenkjoch, insbesondere für eine Dreistahl-Lochmaskenröhre, sollte alle diese Eigenschaften aufweisen, d. h. sollte minimalen horizontalen und vertikalen Astigmatismus, keine Trapezverzerrung und kein Koma der drei Strahlen und außerdem zusammenfallende Horizontal- und Vertikalablenkzentren sowie eine minimale oder gar keine Kissenverzeichnung des Abtastrasters aufweisen.

Die beste realisierbare Annäherung an diese optimalen Eigenschaften wäre bei einem Joch gegeben, dessen Ablenkfeld eine minimale Ungleichförmigkeit in Querrichtung aufweist. Bei den Spulen eines solchen Joches müssen die Spulenwindungen so verteilt sein, daß sich eine Konzentration der vom Fenster entfernten aktiven Leiter im vorderen und längsrückwärtigen Querschnitt der Spulen und eine Konzentration der aktiven Leiter nahe der Fensteröffnung in den mittleren Querschnittsbereichen der Spulen ergibt. Bei einer solchen Spule hat der typische aktive Leiter einen Verlauf, der gegen die Fensteröffnung konkav gekrümmt und langer ist als eine geodätische Linie zwischen seinen beiden Endpunkten an der Innenfläche des Joches, welche der konischen Auskrümmung des Rührenkolbens entspricht.

Sattelspulen für Elektronenstrahlablenkjoche werden üblicherweise mit Hilfe von Maschinen gewickelt, wie sie beispielsweise in der US-PS 33 92 760 beschrieben sind. Sie sind so konstruiert, daß bei den mit diesen gewickelten Ablenkspulen eine maximale Anzahl der Seitenleiter geodätischen Linien auf dem gekrümmten erweiterten Kolbenteil der Röhre folgt. Mit »geodätischer Linie« ist hier im üblichen Sinne die kürzeste auf einer Oberfläche liegende Verbindungslinie zwischen zwei Punkten dieser Oberfläche gemeint, wobei im folgenden die Bezugsfläche immer die Außenfläche des Röhrenkolbens, an dem die Spule anliegt, ist. Selbst mit dieser bekannten Vorrichtung, die mit einem Fensterblock, auf welchen die Drahtwindungen aufgewickelt werden, ausgerüstet ist, ist es nicht möglich, unter Anwendung bekannter Massenfertigungsmethoden eine Spule herzustellen, bei welcher die gewünschten Leiter einen Verlauf haben, der länger ist als die entsprechende geodätische Linie und zugleich gegen die Fensteröffnung konkav nach einwärts gekrümmt ist. Vielmehr sind die Verläufe dieser Leiter, wenn sie länger als geodätische Linien sind, konvex zur Fensteröffnung gekrümmt.

Die mittels der Spulenwickelvorrichtung nach der «nannten US-PS und entsprechend den herkömmlichen Methoden hergestellte Spule hat nur annähernd die gewünschte Form. Die endgültige Formgebung erfolgt durch mechanisches Pressen oder »Stoßen« zweier Stempel od. dgl. in die Wickelräume gegen diejenigen Windungen der Spule, die am weitesten vom Fensterblock entfernt sind.

Während dieser Formgebung wird die Spule von einem Strom durchflossen, welcher ihre Drähte bis zum Erweichen der Isolierung erhitzt. Nach Abschalten des Stromes und Abkühlen wird die Isolierung wieder hart und fixiert die Spule in der gewünschten Form.

Diese Methode des mechanischen Stoßens oder Stauchens hat eine Reihe von praktischen Nachteilen, darunter den, daß nur diejenigen Windungen der Spule unmittelbar beeinflußt und nach einwärts gegen den Fensterblock gedrückt werden, die am weitesten vom p_enste!block entfernt sind. Somit können die am peOsterblock befindlichen Längsleiter nur solche Krümmungen haben, die bestenfalls geodätisch sind. Es ist daher praktisch unmöglich, mit den derartigen Spulenwickelvorrichtungen und mit Hilfe der mechanischen Stoßtechnik eine Spule herzustellen, bei der im wesentlichen sämtliche Längsleiter gekrümmten Linien folgen, die konkav zur Fensteröffnung und länger als geodätische Linien sind. Da ferner das mechanische Stoßen ohne nennenswerten Einfluß auf die Spulenwindungen am Fensterblock ist und da bei Vorrichtungen, wie sie in der genannten US-PS beschrieben sind, die Spulen mit verhältnismäßig hohen Umdrehungsgeschwindigkeiten unter schwankender Drahtspannung gewickelt werden, füllen die Längsleiter die Wickelräume nicht gleichmäßig, und zwar insbesondere im Bereich des Fensterblockes. Dies hat zur Folge, daß an 3:> der Fensteröffnung der Spule zu wenig Längsleiter vorhanden sind. Ein weiterer Nachteil des mechanischen Stoßens besteht darin, daß die Drahtisolation möglicherweise abgescheuert oder anderweitig beschädigt wird, so daß die entsprechenden Spulen zum Ausschuß gegeben werden müssen.

Weiterhin ist es aus der GB-PS 10 99 052 bekannt, bei einer elektrischen Maschine die Stator- bzw. Rotorwicklungen mit Hilfe eines transformatorisch in ihnen induzierten Stromes unter Wirkung der magnetischen Kräfte, welche durch gegenseitige Einwirkung von Erregerstrom und induziertem Strom auf die Spulenleiter ausgeübt werden, in einer gewünschten Weise zu verformen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Sattelspulen anzugeben, das gegenüber den bekannten Verfahren das Wickeln, die Formung und die Formfixierung in einer Wickelform, sowie die Formung und Formfixierung der Spule in einem Arbeitsgang gestattet und insbesondere auch die Massenfertigung von Spulen erlaubt, deren Längsleiter eine andere Lage einnehmen, als sie beim Wickeln mit gespanntem Draht erzielt werden kann, z. B. Spulen, bei denen auch die dem Fenster benachbarten Längsleiter länger als geodätische Linien sind und sich zur Fensteröffnung der Spule hin krümmen. Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Bei dem Verfahren nach dem Anspruch 1 wird der nach dem Wickeln durch die Spule geschickte Strom gleichzeitig zur Formgebung der Spule, nämlich infolge seiner Wechselwirkung mit dem durch die Wickelform selbst erzeugten Magnetfeld, und zur Fixierung dieser Form infolge der Erhitzung der Drahtwindungen durch eben diesen Strom bis zur Erweichung der Drahtisolierung benutzt. Ein und dieselbe Wickelform wird also zum Wickeln sowie zur Formgebung und Formfixierung verwendet, wobei die beiden letzteren Vorgänge praktisch gleichzeitig in einem Arbeitsgang erfolgen. Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es ferner, Sattelspulen mit einer Formgebung herzustellen, wie sie mit bisherigen Wickelmaschinen nicht in praktikabler Weise herstellbar waren, bei denen nämlich die unmittelbar an der Fensteröffnung befindlichen Drahtwindungen bei größerer Länge als geodätische Linien zur Fensteröffnung hin gekrümmt sind.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung ist anhand der beiliegenden Zeichnungen, die u. a. auch einen Vergleich mit nach dem Stande der Technik hergestellten Sattelspulen beinhalten, näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine aufgeklappte Darstellung des Patrizen- und des Matrizenteils des Wickeldorns, die im aufeinandergefügten Zustand die Höhlung für das Wickeln der Spule bilden,

Fig.2 eine schematische Schnittdarstellung des Patrizen- und des Matrizenteils im zusammengefügten Zustand mit Veranschaulichung der elektromagnetischen Stoßwirkung auf typische aktive Seitenleiter einer in der Höhlung gewickelten Spule,

Fig.3 eine Darstellung einer unter Anwendung der bekannten mechanischen Stoßtechnik hergestellten Spule,

Fig.4 eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie 4-4 in Fig.3 mit Veranschaulichung der Ungleichmäßigkeit der Ausfüllung des Höhlungsquerschnittes mit den Seitenleitern im vorderen Teil der mechanisch gestoßenen Spule,

F i g. 5 eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie 5-5 in Fig.3 mit Veranschaulichung der Ungleichmäßigkeit der Ausfüllung des Höhlungsquerschnitts mit den Seitenleitern im rückwärtigen Teil der mechanisch gestoßenen Spule,

F i g. 6 eine Darstellung einer unter Anwendung der elektromagnetischen Stoßtechnik hergestellten Sattelspule,

F i g. 7 eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie 7-7 in Fig.6 mit Veranschaulichung der im wesentlichen gleichmäßigen Ausfüllung des Höhlungsquerschnitts mit den Seitenleitern im vorderen Teil der elektromagnetisch gestoßenen Spule,

Fig.8 eine Querschnittsdarstellung entlang der Schnittlinie 8-8 in Fig.6 mit Veranschaulichung der im wesentlichen gleichmäßigen Ausfüllung des Höhlungsquerschnitts mit den Seitenleitern im rückwärtigen Teil der elektromagnetisch gestoßenen Spule,

F i g. 9 die Vorderansicht eines Ablenkjoches mit den zwei diametral gegenüberliegenden Spulen einer der beiden Wicklungen, wobei die Spulen unter Anwendung der bekannten mechanischen Stoßtechnik hergestellt sind,

Fig. 10 die Vorderansicht eines Ablenkjoches mit den beiden diametral gegenüberliegenden Spulen einer der beiden Wicklungen, wobei die Spulen unter Anwendung der elektromagnetischen Stoßtechnik hergestellt sind.

In Fig. 1 sind in auseinandergeklappter Darstellung die beiden gegeneinander gewandten Seiten des Patrizenteils 21 und des Matrizenteils 22 eines eine Höhlung bildenden Spulenwickeldorns von der in der

eingangs genannten US-PS 33 92 760 beschriebenen Art als wesentliche mechanische Bestandteile der Vorrichtung gezeigt. Das Patrizenteil 21 und das Matrizenteil 22 sind je an einer Halterungsplatte 23 bzw. 24 angebracht. Eine Spindel 25 mit Gewindeende 26 ist starr an der Halterungsplatte 23 befestigt und steht durch das Patrizenteil 21 nach innen vor, so daß sie in eine Mittelöffnung 27 im Matrizenteil 22 eingesteckt werden kann. Das Gewindeende 26 der Spindel ist in eine im Matrizenteil 22 vorgesehene Befestigungsmutter (nicht gezeigt) einschraubbar, so daß die beiden Teile 21 und 22 unter Bildung der Spulenwickelhöhlung geeignet zusammengefügt werden können. Die Spindel 25 steht von der Halteplatte 23 des Patrizenteils nach außen vor und ist durch einen geeigneten Antrieb (nicht gezeigt) drehbar, so daß den zusammengefügten Teilen 21 und 22 eine Drehbewegung in Richtung der Pfeile erteilt werden kann.

Das Matrizenteil 22 besteht aus einem Block 28 mit einer ebenen vorderen Stirnfläche 29 und einer gleichartigen ebenen hinteren Stirnfläche 31. Ferner ist in der Mitte dieses Matrizenteils ein Fensterblock 32 angeordnet, auf dessen beiden Seiten im Abstand ' voneinander zwei Ausnehmungen oder Eintiefungen 33 und 34 vorgesehen sind. Die beiden Eintiefungen sind konkav gegen die Halterungsplatte 24 so gekrümmt, daß sie in ihrer Form im wesentlichen der Form des in den Konusteil übergehenden Halsteils des Kolbens der Kathodenstrahlröhre, für die das Ablenkjoch bestimmt ist, angepaßt sind. Der Fenstcrblock 32 liegt mit seinem vorderen und seinem hinteren Ende 35 bzw. 36 in einer Ebene mit der entsprechenden vorderen und hinteren Fläche 29 bzw. 31 des Blockes 28. Der Fcnsterblock 32 hat außerdem gekrümmte Seiten 37 und 38, deren Krümmung so bemessen ist, daß die Schnittlinien der Seiten 37 und 38 des Fenstcrblockes mit den entsprechenden Eintiefungen 33 und 34 konkav langer als geodätisch gegen die Mitte des Fcnsterblockcs längs der gekrümmten Konturen der Eintiefungen verlaufen. Die Krümmung des Fensterblockcs kann stattdessen auch anders gewählt werden, beispielsweise geodätisch sowie konvex länger als geodätisch. Der Matrizcnblock 28 kann aus permanent magnetischem oder magnetisch pcrmcnblcm Material, beispielsweise kaltgewalztem Stahl bestehen. Der Fcnstcrblock 32 sowie die Spindel 25 des Patrizenteils 21 bestehen dagegen vorzugsweise aus nichtmagnetisch pcrmcablcm Material, beispielsweise Messing oder Aluminium. Die Stirn- oder Hnlterungsplatten 23 und 24 bestehen vorzugsweise ebenfalls aus nichtmagnetisch permeoblem Material, so daß das gewünschte Magnetfeld mit gutem Wirkungsgrad über die beiden Wickeldornhlilftcn gelegt werden kann, wie noch beschrieben werden wird.

Das Matrizenteil 22 hat außerdem zwei Seitendrahtablenkstäbe 39 und 41, die mit Ihrem einen Ende an gegenüberliegenden Seiten des Hauptblockes 28 und mit ihrem anderen Ende im Abstand voneinander am Rand der Halterungsplaue 24 befestigt sind. Diese StUbe dienen dazu, während des Spulenwickelvorganges den Draht In der in der genannten US-PS 33 92 760 im einzelnen beschriebenen Weise in die Eintiefungen 33 und 34 zu lenken odor zu führen. Das Matrizenteil 22 hat forner eine Drahtanfangsklemme 42 sowie eine Drahtcndklemmc 43. Das eine Ende des Drahtes wird zu Beginn des Wickolvorgnnges in der Anfangsklemme 42 verankert, und das andere Ende des die gewickelte Spule bildenden Drahten wird am Ende des Wickelvorganges an der Endklemmc 43 befestigt. Die beiden Klemmen 42 und 43 sind von der Halterungsplatte 24 elektrisch isoliert

Das Patrizenteil 21 hat zwei im Abstand voneinander angeordnete Körperteile 44 und 45, die beide zur

s Halterungsplatte 23 konvex so gekrümmt sind, daß sie in ihrer Form der Form des in den Konusteil übergehenden Halsteils des betreffenden Kathodenstrahlröhrenkolbens angepaßt sind. Die Körperteile 44 und 45 sind durch eine Fensteröffnung 46 voneinander getrennt, die

ίο in ihrer Form der Form des Fensterblockes 32 des Matrizenteils 22 angepaßt ist. Die Abmessungen der Fensteröffnung 46 sind nur wenig größer als die Außenabmessungen des Fensterblockes 32, so daß der Fensterblock beim Zusammenfügen des Patrizen- und des Matrizenteils 21 und 22 des Wickeldorns bündig in die öffnung 46 einsitzt.

Das Patrizenteil 21 hat außerdem einen vorderen und einen hinteren Flansch 47 bzw. 48, die radial und im wesentlichen parallel zueinander von den Enden der Körperteile 44 und 45 nach außen stehen. Der Innenabstand zwischen den beiden Flanschen 47 und 48 ist um einen solchen Betrag größer als der Abstand zwischen der vorderen und der hinteren Fläche 29 und 31 des Matrizenteils 22 bemessen, daß in der durch die aneinandergefügten Teile 21 und 22 gebildeten Höhlung Stirnräume zur Aufnahme der Quer- oder Stirnleiter der Spule entstehen. Der vordere Flansch 47 ist größer als der hintere Flansch 48, entsprechend dem größeren ausgeweiteten Stirnende der Spule. Die Körperteile 44 und 45 des Patrizenteils können aus permanentmagnetischem oder aus hochpermeablcm, weichem magnetischen Material, beispielsweise kaltgewalztem Stahl bestehen.
Das Patrizenteil 21 hat außerdem zwei Drahiablcnkflügel 49 und 51. Jeder dieser Bügel besteht aus einer Hohlschalc, deren Außenfläche am einen Stirnende jeweils der Form des dazugehörigen Flansches 47 bzw. 48 angepaßt ist. Die gekrümmte Außenform jedes dieser Flügel reicht im wesentlichen bis zum Rand der Haltcrungsplaltc 23, so daß der Draht beim Umdrehen der Vorrichtung richtig in die Höhlung des Wickeldorns geführt wird. Die Flügel 49 und 51 erstrecken sicli ungefähr im rechten Winkel zu den Scitcnnblcnksiabcr 39 und 41 des Mairizcntcils 22 radial nach außen.

Fig.2 veranschaulicht schematisch die gegenseitige Lagcbczichung des Patrizenteils 21« und des Matrizen teils 22<i im zusammengefügten Zustand mit clci dazwischen gebildeten Spulenwickelhöhlung 52. Dii Höhlung ist durch den Pensterblock 32a In zwei in wesentlichen gleiche, symmetrisch zum Fensterblod angeordnete Abteile 53 und 54 unterteilt. Wenn dn Patrizenteil 21a und das Matrizenteil 22a aus Pcrmn nentmagnetcn in entgegengesetzter Polung bestehet oder zwischen dem Nordpol 55 und dem Südpol 56 eine

SS Elektromagneten angeordnet werden, wird in dci beiden Abteilen 53 und 54 der Höhlung 52 cli Magnetfeld erzeugt, dessen Kraftlinien In Richtung de Pfeile 57 und 58 verlaufen. Nachdem die gewünscht' Anzahl von Drahtwindungen in die Höhlung 3:

eingewickelt und die beiden Spulonenden. wie an Harn der FI g. I beschrieben, an den beiden Klemmen 42 un 43 befestigt sind, wird durch die Spule ein pulsierende Strom geschickt. Die Leiter 59,59a und 61 bis 61 β stelle reprusentßtlve Seltenleiter zweier Windungen der Spul

6s dar, und es sei vorausgesetzt, daß der pulsierende Stror durch die Loiter 59 und 61 in dio Zelchenebenc un durch die Loiter 39a und 6Ie aus der Zeicheneben heraus fließt Die Pfeile 62 und 63 stellen die auf di

Leiter 59 und 61 ausgeübten tangentialen magnetischen Stoßkräfte dar, und die Pfeile 64 und 65 stellen die auf die Leiter 59a und 61a ausgeübten tangentialen magnetischen Stoßkräfte dar. Die auf sämtliche Seitenleiter der Spule ausgeübten magnetischen Stoßkräfte erteilen diesen Leitern zwangsweise eine Bewegung in Richtung zum Fensterblock 32a. Demzufolge kann sogar auf die unmittelbar am Fensterblock befindlichen Leiter eine ausreichende magnetische Stoßkraft ausgeübt werden, so daß die aktiven to Seitenleiter gewünschtenfalls so angeordnet werden können, daß ihre Verlaufslinien konkav zum Spulenfenster sowie länger als geodätische Linien sind. Die magnetische Stoßkraft wird in der gleichen Richtung ausgeübt, wenn sowohl die Polarität des Feldes als auch die Richtung des pulsierenden Stromflusses umgekehrt sind.

Durch die Beaufschlagung der Spule mit pulsierendem Strom, während die Spule sich noch im Wickeldorn befindet, wird nicht nur die magnetische Stoßkraft in der beschriebenen Weise erzeugt, sondern auch die Spule erwärmt, so daß der thermoplastische lsolicrbelag des Drahtes erweicht und die Beläge benachbarter Leiter während des Stoßvorganges miteinander verschmelzen und zusammenhaften, wenn der Strom abgeschaltet und *5 die Spule, beispielsweise durch Einblasen von Kaltluft in die Wickeldornhöhlung, gekühlt wird. Die Spule bildet daher, wenn sie nach dem Trennen des Patrizcnteils 21 und des Matrizenteils 22 aus dem Wickeldorn herausgenommen ist, ein ziemlich starres Gebilde, das für den Einbau ins Ablenkjoch fertig ist.

Ein Vergleich der Fig. 3, 4 und 5 (die eine nach der herkömmlichen Methode hergestellte Spule veranschaulichen) mit den Fig.6, 7 und 8 (die eine mit dem Verführen nach der Erfindung hergestellte Spule veranschaulichen) zeigt einige der Vorteile, die durch die Erfindung erzielt werden. Die in herkömmlicher Weise hergestellte Spule 66 nach F i g. 3, 4 und 5 kann, beispielsweise mil der in der genannten US-PS 33 92 760 beschriebenen Vorrichtung, Leiter 67 an der Fensteröffnung 68 sowie von der Fensteröffnung entfernte Leiter 69 aufweisen, die im wesentlichen geodätischen Linien bezogen auf die Außenfläche des Röhrenkolbens folgen. Die Leiter können konvex langer uls geodätisch, jedoch nicht konkav langer als geodätisch gewickelt werden, da sich mit den dcr/.cit bekannten Wickclvorrichtungen eine Spule um einen Fensturblock nicht konkav Iltnger als geodätisch wickeln laßt. Oa jedoch bei der Vorrichtung nach der genannten US-PS die mechanische Stoßkraft unmittel- 3« bar nur die von der Fensteröffnung 68 entfernten Leiter 69, dagegen die anderen Sputenlelter einschließlich der Leiter 67 an dor Fensteröffnung nur Indirekt, wenn überhaupt, beaufschlagt, laßt sich In technisch praktikabler Weise die optimale Verteilung der aktiven SS Ungsseitenleitor in der Wickeldornhöhlung (d. h. eine Verteilung, bei wolchor die Seltenlolier konkav länger als geodätisch zum Ponsterblock sind) nicht erreichen. Ein weiterer Nachteil der dorzeit gebräuchlichen Spulenfertlgungsmothodo 1st In FIg.4 und 5 veran- ·» schaulicht, wo zu sehen 1st, daß die Seitcnleltor 67« und 676 an der Fensteröffnung 68 sowohl im vorderen als auch Im rückwärtigen Teil der Spule 66 den Höhlungsquerschnitt nicht vollständig ausfüllen) wie erwähnt IHBt sich die gewünschte Ausfüllung des Höhlungsquer- ⁶J schnittes mit der mechanischen Stoßtechnik nicht erreichen.

Bel dec unter Anwendung dor magnetischen Stoß

technik hergestellten Spule 71 nach Fig.6, 7 und 8 folgen die Leiter 72 an der Fensteröffnung 73 Linien, die konkav langer als geodätisch, d. h. in das Fenster hineingebogen sind. Die von der Fensteröffnung entfernten Leiter 74 folgen solchen Linien, daß sie beim Zusammenfügen mehrerer Spulen im Joch an entsprechende Leiter einer anderen Spule anliegen. Da auf sämtliche Leiter der Spule im wesentlichen gleichförmige Stoßkräfte ausgeübt werden, kann erreicht werden, daß die aktiven Längsseitenleiter den Höhlungsquerschnitt des Wickeldorns vollständig ausfüllen und die gewünschte Verteilung im Höhlungsquerschnitt aufweisen. In F i g. 7 und 8 ist veranschaulicht, daß sowohl im vorderen als auch im rückwärtigen Teil der Spule 71 nicht nur die von der Fensteröffnung 73 entfernten Leiter 74a und 746, sondern auch die an der Fensteröffnung befindlichen Leiter 72a und 72i> den Höhlungsquerschnitt vollständig ausfüllen.

Strukturelle Unterschiede zwischen einem Ablenkjoch mit Spulen, die unter Anwendung der herkömmlichen mechanischen Stoßtechnik hergestellt sind, und einem Ablenkjoch mit Spulen, die unter Anwendung der magnetischen Stoßtechnik hergestellt sind, werden auch aus einem Vergleich der Fig.9 und 10 ersichtlich. Das Ablenkjoch 75 nach F i g. 9, die eine vordere Stirnansicht wiedergibt, enthält zwei Spulen 76 und 77, die auf die diametral gegenüberliegenden Seiten der Längsachse 78 des Joches und der dazugehörigen Kathodenstrahlröhre angeordnet sind. Die Spulen 76 und 77 sind unter Anwendung der mechanischen Stoßtechnik, beispielsweise nach der mehrfach genannten US-PS 33 92 760 gefertigt. Die Spule 76 hat aktive Längsseitcnlciter 79 an der Fensteröffnung 81 sowie andere aktive Längssciteinleiter bis hin zu den von der Fensteröffnung entfernten Leitern 82. Die Scitenlcitcr beiderseits der Fensteröffnung 81 sind durch Endlcitcr oder Spulcnkopflcitcr verbunden, die in Querrichtung des Joches und der betreffenden Kathodenstrahlröhre sowohl am vorderen uls auch am hinteren lochende verlaufen, wobei in F i g. 9 nur die Querlcitcr 83 am vorderen Ende sichtbar sind. Die Spule 77 hat ebenfalls Seitenlcitcr 84 an der Fensteröffnung 86 sowie von dieser entfernte Scitenlcitcr 85, wobei die Seitenlcitcr an ihren vorderen F.ndcn durch Qucrlciter 87 und an ihren hinteren Enden ebenfalls durch (in der Zeichnung nicht sichtbare) Querlcitcr untereinander verbunden sind. Wahrend sämtliche Seitenleiter der beiden Spulen 76 und 77 des lochcs 75 im wesentlichen geodätischen Linien längs des Hiusleües und des daran ansetzenden Konusteiles des Kolbens der Kathodenstrahlröhre folgen können, folgen die Scltonlciter nicht solchen Linien, die konkav länger als geodätisch zur Wicklung sind, so daß bei dieser Konstruktion kein joch mit minimaler Ungleich· förmlgkolt des Feldes In Querrichtung erhalten wird.

FI g. 10 zeigt eine vordere Stirnansicht eines Ablcnk· Joches 88 mit zwei Spulon 89 und 91, die unter Anwendung der magnetischen Stoßtechnik hergestellt und auf diametral gegenüberliegenden Selten der Längsachse 92 des Joches und der entsprechenden Kathodenstrahlröhre angeordnet sind. Die beiden Spulon 89 und 9t haben je eine Fensteröffnung 93 bzw, 94, deren Selten durch die aktiven Längsscltenlcltcr 93 und 96 an der entsprechenden Fensteröffnung gebildet und begrenzt sind. Die Seltenster 95 und 96 an den Fensteröffnungen 93 bzw. 94 folgen Linien, die konkav länger als geodätisch zu den Fenstern 93 und 94 sind. Die am weitesten von den Fenstern 93 und 94 entfernten Seltenleiter 97 und 98 sind so gewickelt, daß sie bei Im

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Joch zusammengefügten Spulen aneinander anstoßen. Die Seitenleiter einschließlich der Leiter 95 und 97 der Spule 89 sind am vorderen Ende des Joches durch Querleiter 9!) und am hinteren Jochende durch entsprechende Querleiter (nicht sichtbar) untereinander verbunden. Die Seitenleiter einschließlich der Leiter 96 und 98 der Spule 91 sind am vorderen Ende durch Querleiter 101 und am hinteren Ende ebenfalls durch Querleiter untereinander verbunden.

Während die magnetische Stoßtechnik an sich mit Vorteil zur Herstellung von Spulen, deren Seitenleiter einen beliebigen Verlauf zwischen den vorderen und hinteren Endleitern haben, unter Erzielung einer maximalen Höhlungsquerschnittsausfüllung angewendet werden kann, läßt sich mit Hilfe dieser Technik auch die optimale Spulenform, beispielsweise eine Spule, deren Seitenleiter konkav langer als geodätisch sind, realisieren, was bei Anwendung der bekannten Technik nicht möglich ist.

Zu den zahlreichen Vorteilen, die sich aus der Anwendung der magnetischen Stoßtechnik ergeben, gehört die Möglichkeit, eine Seitenleiterform und -verteilung, die ein optimales Ablenkjoch ergibt, zu erzielen. Ein solches Joch sollte ein Ablenkfeld für den oder die Elektronenstrahlen erzeugen, das eine minimale Ungleichförmigkeit in Querrichtung (transversale Ungleichförmigkeit) aufweist.

Das optimale Ablenkjoch sollte eine minimale transversale Feldungleichförmigkeit aufweisen, damit die Ablenkung des oder der Elektronenstrahlcn mit minimalem Astigmatismus, keinem Koma und minimaler oder möglichst gar keiner Rasterverzeichnung, beispielsweise Kissenverzeichnung ei folgt. Die Kissenvcr/cichnung des Abtastrasters kann dadurch minimal klein gemacht werden, daß ein großer Anteil der aktiven Scitenlcitcr in dem vom Fenster entfernten Teil der Spule um vorderen Jochende konzentriert wird. Der Koma-Fehler kann dadurch eliminiert werden, daß ein großer Anteil der aktiven Scitenlcitcr in dem vom Fenster entfernten Spulcnleil am hinteren lochende konzentriert wird. Der Astigmatismus andererseits kann dndurch minimal klein gemacht werden, daß ein großer Anteil der uktiven Seitenlcitcr in dem an der Fensteröffnung angrenzenden Spulenteil im Bereich zwischen dem vorderen und dem hinteren lochende konzentriert wird. Um diesen drei lirfordernihsen der Scitcnlcitcrvertcilung zu genügen, muß ein typischer aktiver Seilenleiier einen Verlauf haben, der langer als eine geodätische Linie in Bezug auf die Außenflache des Röhrcnkolbens und konkav zur Fensteröffnung gekrümmt ist. Ein solcher Soitcnleilcrvorlnuf ItIQt sich, wie beschrieben, mit Hilfe der magnetischen Stoßtechnik erreichen,

Aus der vorstehenden Beschreibung wird ersichtlich, daß die Technik des magnetischen Stoßens von Ablenkjochspulon gegenüber der bekannton mechanischen Stoßtochnik viele Vortolle biotot, indom sich mit Hilfe dieser Technik Spulen herstollen lassen, wie sie bisher nicht hergestellt worden konnton. Während durch das mechanische Stoßen nur ungeftthr das am weitesten« von der Fensteröffnung ontfornte Drittel der Spulonwlndungen direkt beeinflußt werden, wirkt sich das magnetische Stoßen gleichermaßen auf sämtliche Spulonwlndungen aus. Da dlo mechanische Stoßkraft In Richtung pQNlllel zur Symmetrleebene der Spule angreift, sowie wegen der großen Reibung zwischen den Spulenwindungen wird nur ein kleiner Bruchteil der ausgeübten mechanischen Kraft In elno Kraft umgewandelt, die an den Windungen in Richtung tangential zu den aneinanderliegenden Oberflächen des die Winkelhöhlung bildenden Palrizen- und Matrizenteils angreift und die erforderlich ist, um die aktiven Seitenleiter gegen den Fensterblock des Wickeldorns zu drücken. Die aktiven Seitenleiter am Fenster bleiben daher durch das mechanische Stoßen praktisch unbeeinflußt und können somit bestenfalls geodätischen Linien entsprechende Verläufe annehmen. Beim magnetischen Stoßen

ίο wird dagegen auf sämtliche aktive Seitenleiter der Spule eine im wesentlichen gleiche tangentiale Kraft ausgeübt, so daß auch die am Fenster befindlichen Leiter so geformt werden, daß ihre Verläufe länger als geodätische Linien sowie konkav zum Fenster gekrümmt sind.

Bei starker mechanischer Stoßbeaufschlagung kommt es häufig vor, daß die Drahtisolation abgescheuert und der Drahtquerschnitt deformiert wird, was eine zusätzliche Beanspruchung der Isolation zur Folge hat, so daß diese manchmal an den von der Fensteröffnung entfernten Windungen, die dem mechanischen Stoßwerkzeug direkt ausgesetzt sind, weggeknickt oder -gebrochen wird. Alle diese Mängel der mechanischen Stoßtechnik führen zu einem unerwünscht hohen Ausschuß bei der Spulenherstellung. Die magnetische Stoßtechnik ist mit keinem dieser Mangel behaftet, so daß der Ausschuß ganz wesentlich gesenkt wird.

Weitere Vorteile der magnetischen Stoßtechnik gegenüber der mechanischen Stoßtechnik bestehen darin, daß der Verschleiß des Patrizen- und des Matrizenteils des Wickeldorns geringer ist und daß der Einfluß der Drahtablenkstäbe 39 bis 41 und der Drahtablenkflügel 49 bis 51 in F i g. 1 sowie anderweitiger Einrichtungen zum Anliefern und Führen des Drahtes (nicht gezeigt) bei der Herstellung einer

»dynamisch wickelbaren« Ablenkjochspule weniger kritisch ist. In der Praxis wird eine Spule als dynamisch wickclbar angesehen, wenn nach dem Wickeln mit hoher Umdrehungsgeschwindigkeit (z. B. ungefähr 400 U.p.M.) und nach dem Stoßen die Windungen der

«° Spule die Wickeldornhöhlung im wesentlichen vollständig und gleichmäßig ausfüllen, ohne daß kurzgeschlossene Windungen, geschwächte Isolationsstellcn oder anderweitige Fehler, aufgrund deren die Spule zum Ausschuß gegeben werden muß, auftreten. Hei Anwcn·

Ί5 llung der Spulenwickelvorrichtung nach der mehrfach genannten US-I¹S schwankt die auf den in die Wickcldornhöhliing gewickelten Draht uusgcUbtc Spannung /wischen einem relativ hohen Wert beim Ziehen des Drahtes zwecks Bildung der don gekrümm-..

s° ten Seiten 37 und 38 des Fenstorbloekes 32 in Flg. ti fegenden aktiven Seitenleitcr der Spule und einem relativ niedrigen Wert beim Umlenken von den Bügeln 49 und 31 zwecks Bildung der quorverlaufendenV

« ^S!irn'^e!,^{lOr dcr} Spule. Diese Spannungsverringerung hai;

» zur Folge, duß der Droht vom Fenstorblock zurück·* springt, so daß durch das mechanische Stoßen; bestenfalls cino Spule erhalten werden kann, bei welcher dlo aktiven Seitenlcitcr geodätischen Linien j entsprechende Verlaufe haben. In der Praxis haben·

jedoch bei solchen Spulen viele dor Seltenleiter, besonders de von dor Fonstoröffnung entfernten, Verläufe, dlo länger als geodätische Linien, aber von der «ns eröffnung woggekrümmt sind.

Bei der Herstellung einer optimalen Ablenkjochspulei Zn ^8lu^{dl0 m}°8netl«cho Stoßtechnik ermöglicht, tut es w Inschonswort, daß aktive Seltenleltertello der Spülen· windungen in die Wickelhöhlung so locker gewickelt worden, daß den Seltonleltern dann durch da»

magnetische Stoßen eine solche Form gegeben werden kann, daß ihre Verläufe langer als geodätische Linien und zum Fenster hin gekrümmt sind. Damit der Draht genügend locker ist, wird er in entsprechend geringerem MaIJe gespannt, so daß sich der durch Drahtreibung bedingte Verschleiß der Wickeldornteile verringert. Aus

dem gleichen Grunde, nämlich weil der Draht mit einer gewissen Lockerheit in die Höhlung gewickelt werden muß, sind auch die Anforderungen hinsichtlich der Präzision der Drahtführur.gseinrichtungen wie der Ablcnkstäbe 39 bis 41 und der Flügel 49 bis 51 in F i g. 1 weniger kritisch.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung einer Sattelspule für das Ablenkjoch einer Kathodenstrahlröhre durch Wickeln mittels einer Wickelform aus einem Fatrizen- und einem Matrizenteil, die je an einer Halterungsplatte aufeinanderpassend in Abstand voneinander angebracht sind und zwischen sich einen Hohlraum zur Aufnahme der Drahtwindungen der Spule bilden, und aus einem zwischen dem Patrizen- und dem Matrizenteil angeordneten Fensterblock, welcher den Hohlraum in zwei gleiche, zum Fensterblock symmetrische Wickelräume zur Aufnahme der aktiven Längsleiter der Spule «5 unterteilt, wobei bei diesem Verfahren die gewickelte Spule durch Stromfluß bis zum Erweichen und miteinander Verschmelzen thermoplastischer Isolierschichten benachbarter Windungen erwärmt wird, dadurch gekennzeichnet, daß in den Wickelräumen für die Längsleiter durch die als Teile eines Magneten ausgebildeten Patrizen- (2t) und Matrizenteile (22) ein im wesentlicher senkrecht zu den im zusammengefügten Zustand gegeneinander gewandten Flächen dieser beiden Teile orientiertes Magnetfeld erzeugt wird und die gewickelte Spule an einen Generator angeschlossen wird, welcher in der Spule einen pulsierenden Strom von solcher Stärke und Richtung erzeugt, daß sämtliche Längsleiter unter vollständiger Ausfüllung der 3" beiden Wickelräume nach einwärts gegen den Fensterblock (32) gedruckt und zugleich mit ihren Isolierschichten verschmolzen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld mittels als Permanentmagnete entgegengesetzter Polarität ausgebildeter Patrizen- und Matrizenteile (21,22) erzeugt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld mittels einer zweipoligen M agnetisier einrichtung erzeugt wird, deren Pole (55 bzw. 56) an den aus magnetisch permeablem Material bestehenden Patrizen- bzw. Matrizenteilen angeordnet werden.

4. Nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 hergestellte Sattelspule, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsleiter der unmittelbar an der Fensteröffnung befindlichen Drahtwindungen Verläufe haben, die bezogen auf die Außenfläche des Röhrenkolbens langer als geodätische Linien und zur Fensteröffnung hin gekrümmt sind.