DE2407527A1

DE2407527A1 - RECTANGULAR ELECTRON BEAM TUBE INCREASED STRENGTH

Info

Publication number: DE2407527A1
Application number: DE19742407527
Authority: DE
Inventors: Reiner Dipl Phys Dr Haug
Original assignee: Jenaer Glaswerk Schott and Gen
Current assignee: Schott AG
Priority date: 1974-02-16
Filing date: 1974-02-16
Publication date: 1975-08-21
Also published as: GB1487282A; BR7500713A; NL7501774A; FR2261619A1; IT1027280B; FR2261619B1; DE2407527B2; BE825592A

Description

JENAer GLASWERK
SCHOTT & GEN»JENAer GLASWERK
SCHOTT & GEN »

6500 M a .1 η ζ
Hattenbergstr. 10 6500 M a .1 η ζ
Hattenbergstrasse 10

P 418P 418

Rectangular cathode ray tube of increased strength

Die Erfindung betrifft Elektronenstrahlröhren, die aus einem Trichterteil und einem im wesentlichen rechteckigen Bildschirm bestehen, wie sie vorzugsweise in der Fernsehtechnik eingesetzt werden.The invention relates to cathode ray tubes which consist of a funnel part and a substantially rectangular screen exist as they are preferably used in television technology.

Die Tendenz zu größeren Bildschirmen und immer flacherer Bauweise der Empfangsgeräte hat dazu geführt, daß das Verhältnis von Röhrenlänge, gemessen über die Mittelachse der Röhre von der Bildschirmmitte bis zum Ende des zylindrischen Halsrohres, zum diagonalen Bildschirmdurchmesser immer kleiner geworden ist. DiesThe trend towards larger screens and ever thinner construction of the receiving devices has resulted in the ratio of Tube length, measured over the central axis of the tube from the center of the screen to the end of the cylindrical neck tube, for diagonal screen diameter has become smaller and smaller. this

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hatte zur Folge, daß der öffnungswinkel des Röhrentrichters für eine störungsfreie Ablenkung des bilderzeugenden Elektronen strahles entsprechend weit ausgeführt werden mußte. Während der Elektronenstrahl in Standardröhren in einem Winkel bis zu 90° abgelenkt wird, arbeiten die sogenannten Breitwinkelröhren mit Ablenkwinkeln bis zu etwa 110°.had the consequence that the opening angle of the tube funnel had to be carried out accordingly far for a trouble-free deflection of the image-generating electron beam. During the When the electron beam in standard tubes is deflected at an angle of up to 90 °, the so-called wide-angle tubes also work Deflection angles up to about 110 °.

Besonders im übergang des zylindrischen Halsrohres zum rechteckförmigen Trichterteil ist die zulässige Wandstärke einer Elektronenstrahlröhre eng begrenzt, da die fertige Röhre in diesem Bereich von der Ablenkspule umschlossen wird. Hinzu kommt die allgemeine Tendenz, den gesamten Röhrenkörper so leicht wie möglich auszuführen.Especially in the transition from the cylindrical neck tube to the rectangular one Funnel part, the permissible wall thickness of a cathode ray tube is tightly limited, since the finished tube is in this Area is enclosed by the deflection coil. Added to this is the general tendency to make the entire tubular body as light as possible to execute.

Fernsehröhren werden nach Einbau.der elektronischen Teile in den reinen Glaskörper für den späteren Betrieb evakuiert, so daß sie einem überdruck von außen ausgesetzt sind, der dem atmosphärischen Druck der Luft entspricht. Diese Tatsache setzt der Formgebung und der Reduzierung der Wandstärke Grenzen, da bei Unterschreiten gewisser Festigkeitswerte der Röhrenkörper infolge einer Implosion zerstört werden kann.TV tubes are installed after the electronic parts have been installed in the pure glass body evacuated for later operation, so that they are exposed to an overpressure from the outside that is similar to that of the atmosphere Corresponds to the pressure of the air. This fact sets limits to the shaping and the reduction of the wall thickness, since if the value falls below this limit certain strength values of the tube body can be destroyed as a result of an implosion.

Besonders an bekannten Breitwinkel-Fernsehröhren hat man festgestellt, daß die größten Materialspannungen in dem erwähnten Bereich auftreten, in dem das zylindrische Halsrohr parabeiförmig in den eigentlichen Trichter übergeht.It has been found in known wide-angle television tubes in particular that that the greatest material stresses occur in the area mentioned, in which the cylindrical neck tube is parabolic merges into the actual funnel.

Eine weitere Schwachstelle liegt in der Verbindungsstelle von Trichterteil und Bildschirm. Die meisten bei .Festigkeitstests entstehenden Implosionsbrüche entstehen jedoch im obengenannten Übergangsteil.Another weak point is the connection point between the funnel part and the screen. Most in strength tests However, the resulting implosion fractures arise in the above-mentioned transition part.

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Verschiedene bekannt gewordene Vorschläge, die Implosionsgefahr durch Materialverstärkungen und an bestimmten Stellen angeformte Verstärkungsrippen zu verringern, hatten den Nachteil der damit verbundenen, erheblichen Gewichtszunahme und konnten sich daher nicht durchsetzen.Various proposals that have become known, the risk of implosion The disadvantage of reducing it by means of material reinforcements and reinforcing ribs molded on at certain points the associated, considerable weight gain and could therefore not prevail.

Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, durch eine verbesserte Formgebung des Trichters einer rechteckigen Kathodenstrahlröhre die Spannungsspitzen im parabelförmigen Trichterübergang und in der Gegend der Verbindungsstelle zwischen Trichterteil und Schirm so zu verringern, daß bei Verwendung der vorgeschriebenen Materialstärken eine Implosionsgefahr weitgehend vermieden wird.The aim of the present invention is to provide an improved Shaping the funnel of a rectangular cathode ray tube the voltage peaks in the parabolic funnel transition and to reduce in the area of the junction between funnel part and screen so that when used the prescribed material thicknesses a risk of implosion is largely avoided.

Entwicklungen in dieser Richtung sind bereits durch die' Dt-OS 2 039 504 und Dt-OS 2 039 885 bekannt geworden.Developments in this direction have already become known through Dt-OS 2 039 504 and Dt-OS 2 039 885.

Fernsehbildröhren bekannter Bauart sind derart ausgebildet, daß sich der eigentliche Trichter im Anschluß an den vom Halsrohr her kommenden, parabelförmigen übergang nicht geradlinig, sondern von außen gesehen in leicht konvexer Wölbung zum Bildschirm erweitert, um schließlich am Ende unter stärkerer Krümmung fast senkrecht an den Rand des Bildschirmes anzuschließen. Durch die rechteckige Form des Bildschirmes besitzt der Trichter zwei sich gegenüberliegende Hauptflächen, die im wesentlichen parallel zur Großen Achse des· Bildschirmes verlaufen und an die langen Seiten des Bildschirmes'ansehließen, sowie zwei sich gegenüber liegende Nebenflächen,, die im wesentlichen parallel zu .der Kleinen Achse desTV picture tubes of known design are designed in such a way that the actual funnel is located in connection with the neck tube coming, parabolic transition not in a straight line, but extended from the outside in a slightly convex curve to the screen, to finally connect almost vertically to the edge of the screen with a stronger curvature. Through the rectangular shape of the screen, the funnel has two opposing main surfaces that are essentially parallel to the The large axis of the screen runs along the long sides of the screen and two opposite one another Secondary surfaces, which are essentially parallel to the minor axis of the

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Bildschirmes verlaufen und an dessen kurze Seiten anschließen. Die Hauptsyinmetrieebene der Röhre ist durch die Große Achse und die Röhrenachse festgelegt; die senkrecht zur Hauptsyinmetrieebene verlaufende Nebensymmetrieebene ist diejenige, in der die Kleine Achse und die Röhrenachse liegen. Die Hauptsymmetrieebene schneidet die beiden Nebenflächen des Trichters in zwei gleiche Hälften, während die Nebensymmetrieebene die Trichterhauptflächen entsprechend schneidet.Screen and connect to its short sides. The main symmetry plane of the tube is through the major axis and set the tube axis; the sub-symmetry plane running perpendicular to the main symmetry plane is the one in which the minor axis and the tube axis lie. The main plane of symmetry intersects the two secondary surfaces of the funnel into two equal halves, while the secondary plane of symmetry intersects the main funnel surfaces accordingly.

In der Dt-OS 2 039 504 wird nun vorgeschlagen, die Hauptflächen des Trichters weniger konvex nach außen zu wölben und sie sogar "in ihren mittleren Bereichen derart abzuflachen, daß sie eine ebene Fläche von etwa dreieckförmiger Gestalt aufweisen, die sowohl im Schnitt mit der Nebensymmetrieebene wie auch in Schnitten parallel zum Bildschirm gerade Schnittlinien aufweist.In Dt-OS 2 039 504 it is now proposed that the main surfaces of the funnel to curve outwardly less convexly and even "to flatten them in their central areas in such a way that they have a have flat surface of approximately triangular shape, both in section with the plane of symmetry as well as in Has straight cutting lines parallel to the screen.

Nach der Dt-OS 2 039 885 sollen die Hauptflächen des Trichters so ausgebildet sein, daß in etwa ovale Bereiche, die bereits im Auslauf des parabelförmigen Überganges beginnen, zwar in Schnitten parallel zum Bildschirm gerade Linien ergeben, in ihrem Schnitt mit der Nebensymmetrieebene jedoch eine stärkere Krümmung des Parabelteils aufweisen, als dies bei bekannten Fernsehröhren ähnlichen Typs üblich ist.According to Dt-OS 2 039 885, the main surfaces of the funnel should be designed so that approximately oval areas that already begin at the end of the parabolic transition, although in Sections parallel to the screen result in straight lines, but in their intersection with the plane of secondary symmetry, a stronger one Have curvature of the parabola part than is usual in known television tubes of a similar type.

Beide Vorschläge gehen davon aus, daß die beiden Hauptflächen des Trichters zum Erreichen einer gleichmäßigeren Spannungsverteilung in ihrer Gestalt modifiziert werden.Both proposals assume that the two main surfaces of the funnel to achieve a more even distribution of stress can be modified in their shape.

Es wurde nun gefunden, daß ein erheblicher Ausgleich der Materialspannungen und somit eine Entlastung der Materialbeanspruchungen im parabelförmigen Übergangsbereich des TrichtersIt has now been found that a considerable compensation of the material stresses and thus a relief of the material stresses in the parabolic transition area of the funnel

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sowie in der Nahe des Lötrandes erreicht werden können, wenn man die Nebenflächen des Trichters in geeigneter Weise in ihrer Gestalt verändert.as well as in the vicinity of the soldering edge can be achieved if the secondary surfaces of the funnel in a suitable manner changed their shape.

Erfindungsgemäß wird eine rechteckige Elektronenstrahlröhre erhöhter Festigkeit vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Nebenflächen des Trichterteiles der Röhre, die an die kurzen Bildschirmseiten anschließen, etwa in ihren mittleren Bereichen deutlich nach außen gewölbte, buckelartige Überhöhungen aufweisen.According to the invention is a rectangular cathode ray tube proposed increased strength, which is characterized in that the secondary surfaces of the funnel part of the tube, the connect to the short sides of the screen, for example in their middle areas that are clearly outwardly curved, hump-like Show cant.

Dieses rein qualitativ beschriebene Formmerkmal läßt sich auch als quantitativ ausgedrückte Meßgröße anqeben. Betrachtet man die Außenkontur des Trichterteiles als Schnitt mit der Hauptsymmetrieebene und vergleicht diesen Schnitt mit einem entsprechenden Schnitt in einer Diagonalebene, so gibt das Verhältnis der Trichterauswölbung im Schnitt mit der Häuptsymmetrieebene zur entsprechenden Äuswölbunq im Schnitt mit der Diagonalebene, beide in einem bestimmten, verhältnisgleichen Abstand vom Trichterrand aus gemessen, einen Wert für die Festlegung des erfindungsgemäßen Merkmals. Die genauere Definition der Meßgröße wird anhand der Zeichnungen weiter unten näher erläutert.This form feature, which is described in a purely qualitative manner, can also be specified as a quantitatively expressed measured variable. If you look at the outer contour of the funnel part as a section with the main plane of symmetry and compares this section with a corresponding one Section in a diagonal plane gives the ratio of the funnel bulge in the section with the main plane of symmetry to the corresponding bulge in section with the diagonal plane, both at a certain, proportionately equal distance measured from the funnel edge, a value for defining the feature according to the invention. The more precise definition of the measurand is explained in more detail below with reference to the drawings.

Die vorteilhaften Auswirkungen der erfindungsgemäßen Gestaltung des Trichterteiles einer Elektronenstrahlröhre konnten durch die Messung der Formänderungen beim Evakuieren der Röhre belegt werden. Die Last des atmosphärischen Überdruckes auf die evakuierte Röhre bewirkt im allgemeinen eine zum Röhreninneren hin gerichtete Durchbiegung der Nebenflächen und eine nach außen gerichtete Durchbiegung der Hauptflächen. Diese Verformungen bewirken die kritischen Spannungen in den gefährdetenThe beneficial effects of the design according to the invention of the funnel part of a cathode ray tube could be proven by measuring the changes in shape when the tube was evacuated will. The pressure of atmospheric pressure on the evacuated tube generally causes an interior tube directed deflection of the secondary surfaces and an outward deflection of the main surfaces. These deformations cause the critical tensions in those at risk

Übergangsbereichen zwischen Halsrohr und Trichter sowie zwischen Trichter und Bildschirm. Durch die erfindungsgemäße Formgebung der Röhre konnten die beim Evakuieren auftretenden Formänderungen des Trichterteils auf weniger als die Hälfte der Werte von bekannten Trichterformen reduziert werden. Damit nehmen auch die kritischen Spannungen in den Übergang sber eichen entsprechend ab.Transition areas between neck tube and funnel as well as between funnel and screen. By the invention The shape of the tube reduced the changes in shape of the funnel part that occurred during evacuation to less than that Half of the values of known funnel shapes can be reduced. With this, the critical tensions are also in the transition calibrate accordingly.

Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn man zusätzlich zu der erfindungsgemäßen Maßnahme die Hauptflächen des Trichterteiles in abgeflachter Weise mit ebenen Bereichen ausführt, wie dies in der Dt-OS 2 039 504 beschrieben ist.It has proven to be particularly advantageous if, in addition to the measure according to the invention, the main surfaces of the Funnel part in a flattened manner with flat areas, as described in German Offenlegungsschrift 2,039,504.

Die erfindungsgemäße Formgebung des Trichterteils einer Kathodenstrahlröhre wird am Beispiel einer Weitwinkel-Fernsehröhre unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. The shape of the funnel part of a cathode ray tube according to the invention is illustrated using the example of a wide-angle television tube with reference to the accompanying drawings.

Es stellen dar:They represent:

Figur 1 die schaubildliche Darstellung einer Fernsehröhre , aufgeschnitten in Haupt- und' Nebensymmetrieebene; FIG. 1 shows the diagrammatic representation of a television tube, cut open in the main and secondary plane of symmetry;

Figur 2 einen Schnitt durch die Röhre in der Hauptsymmetrieebene; Profil der Nebenflächen;FIG. 2 shows a section through the tube in the main plane of symmetry; Profile of secondary areas;

Figur, 3 einen Schnitt durch die Röhre entlang Linie Q)-Q) in Figur 2;FIG. 3 shows a section through the tube along line Q) -Q) in FIG. 2;

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Figur 4 ein Profil des Schnittes durch eine Röhrenhälfte in der Hauptsymmetrieebene, zur Definition des Maßes der überhöhung.FIG. 4 shows a profile of the section through one tube half in the main plane of symmetry, to define the degree of superelevation.

Der Bildschirm 1. ist mit dem Trichterteil 2 in der Naht 3 verbunden. Der Trichter geht im rotationssyiranetrischen Übergangsbereich 4 in den zylindrischen Hals 5 über. Die Hauptsymmetrieebene der Röhre enthält die Große Achse 6 und die Röhrenachse 7; die Nebensymmetrieebene enthält die Kleine Achse 8 und die Röhrenachse 7. Die Hauptflächen 9 des Trichters werden durch die Nebensymmetrieebene, die Nebenflächen 10 durch die Hauptsymmetrieebene aufgeschnitten. Die Nebenflächen enthalten die erfindungsgemäße Überhöhung 11 der Kontur. Die neue Formgebung erreicht im mittleren Bereich der Nebenflächen eine maximale Überhöhung und geht gegen -deren Ränder in die normale Kontur über; dies wird aus Figur 2 und 3 deutlich. Die Kontur 12 des herkömmlichen Trichters ist durch gestrichelte Linien angedeutet.The screen 1. is connected to the funnel part 2 in the seam 3. The funnel goes in the rotationally symmetrical transition area 4 into the cylindrical neck 5 over. The main plane of symmetry of the tube contains the major axis 6 and the Tube axis 7; the sub-symmetry plane contains the minor axis 8 and the tube axis 7. The main surfaces 9 of the funnel are cut open by the secondary plane of symmetry, the secondary surfaces 10 by the main plane of symmetry. The secondary areas contain the elevation 11 according to the invention of the contour. the The new design achieves a maximum elevation in the central area of the secondary areas and goes towards the edges of the normal contour over; this is clear from FIGS. 2 and 3. The contour 12 of the conventional funnel is indicated by dashed lines Lines indicated.

Die maßliche Festlegung der'überhöhung wird anhand Figur 4 erläutert. Die Höhe 13 der Außenkontur über der Tangente 14 von der Außenkante der Naht 3 an die Außenkontur des Übergangsbereiches 4, wird in der Mitte des Abstandes zwischen Ausgangspunkt 3 und Berührungspunkt 15 gemessen. Das Maß der Überhöhung in den Nebenflächen ist definiert als das Verhältnis der Höhe 13, gemessen in der Hauptsymmetrieebene, zur analogen Höhe, gemessen in der Schnittfläche, die die Röhrenachse 7 und die Bildschirmdiagonale 16 (Figur 1) enthält.The dimensional definition of the superelevation is shown on the basis of FIG explained. The height 13 of the outer contour above the tangent 14 from the outer edge of the seam 3 to the outer contour of the transition area 4, is measured in the middle of the distance between starting point 3 and contact point 15. The degree of cant in the secondary areas is defined as the ratio of the height 13, measured in the main plane of symmetry, to the analogous height, measured in the sectional area containing the tube axis 7 and the screen diagonal 16 (Figure 1).

Das so definierte Maß für die überhöhung der Nebenflächen soll erfindungsgemäß einen Wert von 1,9 nicht unterschreiten.The dimension defined in this way for the elevation of the secondary areas should according to the invention not fall below a value of 1.9.

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Figur 1 zeigt eine Röhre, deren Hauptflächen 9 des Trichterteiles in ihren mittleren Bereichen verhältnismäßig eben ausgeführt sind. Diese Maßnahme führt in Kombination mit der erfindungsgemäßen überhöhung 11 der Nebenflächen 10 zu einer besonders wirkungsvollen Verminderung der Formänderung der Röhre beim Evakuieren und zu einer dementsprechenden Verminderung von schädlichen Spannungen im Übergangsbereich 4 und im Bereich der Naht 3.Figure 1 shows a tube, the main surfaces 9 of the funnel part are relatively flat in their middle areas. This measure leads in combination with the inventive elevation 11 of the secondary areas 10 to a particular effective reduction of the change in shape of the tube during evacuation and a corresponding reduction of harmful stresses in the transition area 4 and in the area of the seam 3.

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Claims

Claims;

M J cathode ray tube with increased strength, consisting of a rectangular screen (1), which by means of a Seam (3) is connected to a funnel part (2), the main surfaces (9) of which on the long sides of the screen and whose secondary surfaces (10) adjoin the short sides of the screen, characterized in that the secondary surfaces (10) of the funnel part (2) approximately in their central areas clearly outwardly arched, hump-like elevations (11) have.

2. Cathode ray tube according to claim 1, characterized in that the extent of this elevation does not have a value of 1.9 falls below, the cant as the ratio of the height (13) (Figure 4) above the center of the tangent (14) (Figure 4) to the corresponding height in a diagonal section of the tube in the plane of the diagonal axis (16) of the screen and the Tube axis (7) (Figure 1) is determined.

3. Cathode ray tube according to claim 1 or 2, characterized in that that the main surfaces (9) of the funnel part (2) are flattened in their central areas.