DE2164232B2 - Verfahren und Vorrichtung zum Behandeln einer Kathodenstrahlröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrilft ein Verfahren zum Behandeln einer Kathodenstrahlröhre auf einer Förderanlage durch Anlegen von Betriebsspannungen an die Elektroden und Anlegen einer Hochspannung an die Endanode des Strahlsystems der Röhre, derart, daß ein Elektronenstrahl von der Kathode gegen den Bildschirm der Röhre gerichtet wird. Sie betrifft ferner eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer die Röhre entlang einem gegebenen Förderweg transportierenden Förderanlage mit Zuleitungen zum Anschließen der Elektroden des Strahlsystems der Röhre an Spannungsquellen.

Bei der Herstellung von Kathodenstrahlröhren ist es üblich, die Röhren, nachdem sie zusammengebaut, evakuiert und abgeschmolzen sind und während sie der Reihe nach eine Förderanlage entlangtransportiert werden, nacheinander einer Überspannungs-, einer Überheizungs- und einer Alterungs-Behandlung zu unterziehen, wie sie in der USA.-Patentschrift 2 917 357 beschrieben sind. Bei der Überspannungsbehandlung werden die Niederspannungselektroden der Strahlsysteme einschließlich der Kathodenheiz-

elemente geerdet und die inneren leitenden Beläge und die (normalerweise mit diesen verbundenen) Hochspannungselektroden der Strahlsysteme ungefähr 2 Minuten lang an eine Hochspannung von über 50 kV (bei einer Röhre mit einer normalen Betriebsspannung von 25 kV) angeschlossen, um etwaige lose Teilchen zwischen Elektroden in der Röhre wegzubrennen. Bei der Überheizungsbehandlung werden die Kathoden aktiviert, indem man sie ungefähr 2 Minuten lang auf eine abnorm hohe Temperatur erhitzt, z.B. durch Anlegen von 14 Volt an Kathodenheizelemente mit einer normalen Betriebsspannung von 8 Volt, wobei alle anderen Strahlsystemelektroden und die inneren leitenden Beläge anschlußfrei bleiben. Bei der Alterungsbehandlung werden sämtliehe Elektroden mit Ausnahme der Hochspannungselektroden und der inneren leitenden Beläge ungefähr 60 Minuten wie folgt mit Spannungen beaufschlagt: die Kathodenheizelemente mit einer normalen Spannung von ungefähr 8 Volt, die Steuergitter (G 1) mit einer niedrigen positiven Spannung von 0 bis 5 Volt und die Schirmgitter (G 2) mit einer positiven Spannung von mehreren hundert Volt (z. B. -f 300VoIt). wobei die anderen Elektroden anschlußfrei bleiben. Bei keinem dieser Behandlungsvorgänge erreichen schnelle Elektronen den Leuchtschirm, so daß keine Gefahr besteht, daß der Leuchtschirm durch Elektronenbeschuß beschädigt wird.

Durch die oben beschriebenen Behandlungen werden die Betriebseigenschaften der Kathodenstrahlröhre stabilisiert. Es zeigt sich jedoch, daß das Arbeiten von Kathodenstrahlröhren der genannten Art durch einen zusätzlichen Behandlungsvorgang noch weiter verbessert werden kann. Und zwar wird durch diese zusätzliche Behandlung die Stah'lisierung der Rohre dadurch erhöht, daß für eine gewisse Zeit innerhalb der Rohre ein Zustand hergestellt wird, bei dem sämtliche Strahlsystemelektroden einer Hochspannungsentladung ausgesetzt sind. Fs handelt sich dabei um eine Hochspnnnungsbehandlung. bei der die Kathode in Betrieb ist und sämtliche Strahlsystemelektroden mit Ausnahme der Endanode auf Massepotential oder einer kleinen negativen oder positives Spannung gehalten werden. Die Endanode und der leitende Aquadagbelag werden mit einer Hochspannung in der Größenordnung von 35 000 V«.>lt beaufschlagt. Dadurch werden schädliche Teilchen wie Fusseln oder Kohlensioffieilchen. die etwa auf den verschiedenen Teilen des Sirahlsystems fc-Htzen und im Betrieb der Röhre möglicherweise Spannungsüberschlage oder Kurzschlüsse /wischen den Elektroden hervorrufen, weggetrieben oder weggebrannt.

Während dieser Hochspannungsbehandlung bildet sich aus von der Kathode emittierten Elektronen ein Elektronenstrahl. Die den Strahl bildenden Elektronen werden in Richtung zum Schirm der Röhre beschleunigt und treffen mit hohen Geschwindigkeiten auf den Schirm auf. Sind keine Maßnahmen getroffen, um den Strahl über den Schirm abzulenken, so

wird durch die auf den Schirm auftreffenden Strahlelektronen der Schirm örtlich eingebrannt oder beschädigt. Bei einer derartigen Behandlung der Röhre hält man daher eine der anderen Strchlsystemelektroden, d. h. irgendeine der Elek^oden außer der Endanode, auf einer negativen Spannung, um den Strahl zu unterdrücken, so daß er nicht auf dem Schirm auftreffen kann. Es wurde auch schon ein den Strahl zerstreuender Permanentmagnet auf den Röhrenhals aufgesetzt.

Natürlich könnte man den Strahl während dieses Behandlungsschrittes kontinuierlich über den Schirm ablenken, um ein Einbrennen des Schirmes zu verhindern, indem man auf jeder Röhre ein Ablenkjoch anbringt und die Ablenkjoche mit Ablenkspannungen speist. Dies würde jedoch die Bereitstellung und Anbringung einer großen Anzahl von Ablenkjochen, z. B. 400 oder mehr je Förderanlage, urd zusätzliche Anschlüsse und Sammelleitungen auf der Förderanlage sowie Geräte für die Lieferung der die Ablenkjoche speisenden Ablenkspannungen erfordern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Strahlablenkung bei der Hochspannungsbehandlung ohne einen solchen unerwünschten Aufwand zu ermöglichen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre, während die Betriebsspannungen an den Elektroden anliegen, Jurch ein Magnetfeld geführt wird, das den gegen den Bildschirm gerichteten Elektronenstrahl kontinuierlich ablenkt.

Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Durchführung des Verfahrens ist eriindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß längs des Förderweges eine Magnetfeldspulenanordnung zum kontinuierlichen Ablenken der gegen den Bildschirm gerichteten Elektronen angeordnet ist.

Die Behandlung der Kathodenstrahlröhren erfolgt in der Weise, daß, nachdem die Röhre ?usammengebaut und abgeschmolzen sind und während sie entlang dem Förderweg transportiert werden, die Kathoden erregt werden, so daß sich Elektronenstrahlen bilden, daß die Hochspannungs-Beschleunigungselektroden mit einer hohen Spannung beaufschlagt werden und daß an vorbestimmten Stellen längs des Förderweges eine Reihe von verschiedenen, im wesentlichen aneinandergrenzenden Magnetfeldern erzeugt werden, durch die die Strahlen abgelenkt werden und eine Beschädigung des Bildschirrt.s während des Anliegens der Hochspannung verhindert wird.

Vorzugsweise werden die Magnetfelder durch zwei Reihen von Magnctfeldspulen abwechselnder Polarität, die beiderseits des Förderweges bo den Röhren angeordnet sind, erzeugt, wobei die Spulen auf der einen Seite gegenüber den Spulen auf der anderen Seite versetzt angeordnet sind. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt entlang der Schnittlinie l-l in Fig. 2 dargestellt, eines Stücks einer Kathodenstrahlröhren-Förderanlage mit einem Röhrenträger,

F i g. 2 eine partielle Seitenansicht im rechten Winkel zur Fig. 1, teilweise dargestellt im Schnitt entlang der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1.

F i g. 1 zeigt einen Teil einer Förderanlage, die für die Behandlung einer Serie von Kathodenstrahlröhren verwendet werden kann. Es ist ein einziger Träger 20 zum Haltern einer Kathodenstrahlröhre 22 dargestellt, der über einen Hängeisolator 28 schwenkbar an einer Laufkatze 10 aufgehängt ist und mit gegabelten Enden 38 und 40 den Konusteii der Röhre 22 aufnimmt und diese entlang der Förderbahn 16 transportiert.

Die Röhren 22 werden während des Transports von einer Beschickungsstation nach einer anderen Station, wo sie geprüft werden, der Überspannungsbehandlung, der Überheizungsbehandlung und der Alterungsbehandlung unterzogen, wozu an die Röhre 22 über Schleifkontakte der Förderanlage Spannungen unterschiedlicher Größe bis zu 60 000 Volt angelegt werden. Gemäß dem hier zu beschreibenden Verfahren wird eine Hochspannungs-Beschleunigungselektrode des Strahlsystems mit einer Hochspannung beaufschlagt, während die anderen Strahlelektroden erregt sind. Dabei wird längs des Laufweges der Röhre in der Förderanlage eine Reihe von Magnetfeldern erzeugt, und zwar bei oder neben dem Laufweg des Röhrenteils zwischen dem Strahlsystem 95 und dem Bildschirm, so daß der Elektronenstrahl kontinuierlich abgelenkt und dadurch ein Einbrennen des Bildschirms vermieden wird. Die Hochspannung wird von der Flachschiene 90 abgenommen. Das Kathodenheizelement wird über zwei der übrigen Schleifkontakte gespeist.

Die veränderlichen Magnetfelder werden an vorbestimmten Stellen längs der Förderanlage durch mindestens eine Reihe von Magnetfeldspulen 100 erzeugt, die längs der Förderanlage neben dem Laufweg der Röhrenhülse 42 angeordnet sind. Die Magnetfeldspulen 100 sind so ausgebildet und längs der Förderanlage neben dem Laufweg des Röhrenteils zwischen dem Strahlsystem 95 und dem Bildschirm angeordnet, daß entlang ihnen ein zusammengesetztes, im wesentlichen kontinuierliches, nicht gleichförmiges Magnetfeld erzeugt wird, durch das der Elektronenstrahl jeder die Förderanlage entlangwandernden Röhre im wesentlichen kontinuierlich abgelenkt wird. Vorzugsweise ist auf beiden Seiten des Röhrenlaufwegs je eine Reihe von Magnetfeldspulen 100 mit abwechselnder Polarität angeordnet, wobei die Längsachse jeder Spule im rechten Winkel zum Röhrenlauf weg liegt und die Spulen auf der einen Seite gegenüber den Spulen auf der anderen Seite versetzt angeordnet sind. Beispielsweise kann jede Magnetfeldspule 100 aus 1000 Windungen 1.27 mm starken Kupferdraht bestehen, der auf einen Plastikrohrkern mit einem Außendurchmesser von 2,54 cm so aufgewickelt ist, daß eine Spule mit einem Durchmesser von 15.24 cm und einer axialen Länge von 2.54 cm entsteht, deren Windungen durch mehrere Schlingen aus Nylonschnur oder durch Klebeband festgehalten sind. Jede Reihe von Magnetfeldspulen 100 kann auf der Boder.rvand 102 einer isolierenden Abdeckung 104, die gewöhnlich als Schutzvorrichtung um den Röhrenlaufweg herum angeordnet ist. montiert sein. Hierzu dient ein Spulenträger, der aus einem Metallrahmen 106, einer Kunststoffplatte 108 und einem Holzstreifen IiO besteht, wie am besten in Fig. 2 ersichtlich. Ein winkelförmiger Schutzstreifen 11.2 aus Kunststoff kann am oberen Rand jeder Kunststoffplatte 108 vorgesehen sein. Die Magnetfeldspulen 100 können in Gruppen zu je vier Stück angeordnet sein, wobei die Spulen jeder Gruppe im wesentlichen aneinanderstoßend angeordnet sind und zwischen den einzelnen Gruppen ein kurzer Abstand besteht.

Jede Gruppe 101 aus vier Spulen 100 kann an eine Wechselstromquelle von 60Hz angeschlossen sein, deren Spannung so eingestellt ist, daß sich in jeder Spule ein Strom von ungefähr 6 Ampere ergibt.

Die Anordnung einer Reihe von Magnetfeldspulen längs der Röhrenbehandlungs-Förderanlage statt der Anbringung eines Ablenkjoches auf jeder Röhre hat die folgenden Vorteile:

1. Für eine gegebene Förderanlage wird nur eine geringe Anzahl von Magnetfeldspulen 100, verglichen mit der Anzahl der zu einem gegebenen Zeitpunkt auf der Förderanlage befindlichen Röhren, benötigt.

2. Es werden keine Mittel für die Anbringung eines Joches auf jeder Röhre gebraucht, und der für das Montieren und Entfernen der einzelnen Joche erforderliche Zeitaufwand entfällt.

3. Die einzelnen Magnetfeldspulen 100 können aus einer einfachen Ringwicklung bestehen, zum Unterschied von dem üblichen komplizierten Ablenkjoch.

4. Die Magnetfeldspulen 100 können durch eine einfache Spannungsquelle, beispielsweise eine 60-Hz-Wechselspannungsquelle, ohne bewegliche Anschlußverbindungen, wie sie für die Erregung einzelner Joche auf den die Förderanlage entlangwandcrnden Röhren erforderlich wären, erregt werden.

Zwar ist eine Wechselspannungsquelle für die Erregung der Magnetfeldspulen 100 vorzuziehen, jedoch kann man auch eine Gleichspannungsquelle verwenden, vorausgesetzt, daß die Magnetfeldspulen 100 so angeordnet sind, daß jede Röhre beim Vorbeiwandern entlang der Förderanlage mit einem sich ändernden Magnetfeld beaufschlagt wird.

Bei einer praktisch erprobten Anwendung der Erfindung arbeitet die Förderanlage mit einer solchen Geschwindigkeit, daß jede Röhre zwischen den versetzten Magnetfeldspulen 100 in ungefähr 20 Sekunden hindurchläuft. Während dieser Zeit werden die entsprechenden Strahlsystemelektroden der Röhre mit den oben angegebenen Spannungen beaufschlagt. Auf Grund der Beschaffenheit der Wechselmagnetfelder, die von den beiderseits angeordneten Spulen erzeugt werden, ergibt sich eine Elektronenstrahlablenkung nach rückwärts und vorwärts über die Röhrcnfrontplatte mit einem Ablenkweg und ungefähr 24,5 bis 30,5 cm. Während die Röhre durch die Wechselfelder der Spulen hindurchwandert, rotiert

:io die Linie oder Bahn der Strahlablenkung um ihren Mittelpunkt, so daß der Strahl nicht für irgendeine nennenswerte Zeitdauer auf irgendeinem Bildschinnteil verweilen und folglich der Bildschirm nicht eingebrannt oder beschädigt werden kann.

:i5 Die beschriebene Hochspannungsbehandlung ergibt eine zusätzliche Stabilisierung der BetriebseigensdiiuVn der behandelten KathiiJenstrahii uhren. Offenbar wird durch die Behandlung der Halsbercich der Röhre gesäubert und die Möglichkeit des Auftretens von Spannungsüberschlägen innerhalb der Röhre beträchtlich verringert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Behandeln einer Kathodenstrahlröhre auf einer Förderanlage durch Anlegen von Betriebsspannungen an die Elektroden und Anlegen einer Hochspannung an die Endanode des Strahlsystems der Röhre, derart, daß ein Elektronenstrahl von der Kathode gegen den Bildschirm der Röhre gerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Röhre, während die Betriebsspannungen an den Elektroden anliegen, durch ein Magnetfeld geführt wird, das den gegen den Bildschirm gerichteten Elektronenstrahl kontinuierlich ablenkt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einer die Röhre entlang einem gegebenen Förderweg transportierenden Förderanlage mit Zuleitungen zum Anschließen der Elektroden des Strahlsystems der Röhre an Spannungsquellen, dadurch gekennzeichnet, daß längs des Förderweges eine Magnetfeldspulenanordnung (100) zum kontinuierlichen Ablenken des ge_ben den Bildschirm gerichteten Elektronenstrahls angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Spulenanordnung erzeugte Magnetfeld ein kontinuierliches ungleichförmiges Magnetfeld ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld längs des Lauiweges der Röhre eine sich derart ändernde Polarität hat. daß der Elektronenstrahl über den Bildschirm abgelenkt wird.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeld durch mindestens eine Reihe von längs des Laufweges der Röhre angeordneten Magnetfeldspulen (100) mit bei Erregung sich ändernder Polarität erzeugt wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch cekennzeichnet. daß das Magnetfeld durch zwei Reihen von auf beiden Seiten neben dem Laufweg der Röhre angeordneten Magnetfeldspulcn (100) mit bei Erregung wechselnden Polaritäten erzeugt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daB die Magnetfeldspulen (100) auf der einen Seite gegenüber den Magnetfeldspulen auf der anderen Seite des Laufweges der Röhre versetzt angeordnet sind.