DE2006468C3 - Verfahren zur Herstellung einer Sattelspule und nach diesem Verfahren hergestellte Spule - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Sattelspule und nach diesem Verfahren hergestellte SpuleInfo
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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 penste!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.
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.
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
709633/88
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 8ludl0 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)
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.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US79860169A | 1969-02-12 | 1969-02-12 | |
US79860169 | 1969-02-12 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2006468A1 DE2006468A1 (de) | 1970-08-27 |
DE2006468B2 DE2006468B2 (de) | 1976-12-30 |
DE2006468C3 true DE2006468C3 (de) | 1977-08-18 |
Family
ID=
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