DE2621389A1

DE2621389A1 - Stuetzmittel zur positionierung der elektronenkanonen in einer elektronen-entladungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2621389A1
Application number: DE19762621389
Authority: DE
Inventors: Donald Leroy Say
Original assignee: GTE Sylvania Inc
Current assignee: GTE Sylvania Inc
Priority date: 1975-05-16
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1976-11-25
Also published as: US3961220A

Description

GTE SYLVANIA INC., U.S.A.

13.5.1976

GTE-PA 06 7

PATENTANMELDUNG

Stützmittel zur Positionierung der Elektronenkanonen in einer Elektronen-Entladungsvorrichtung

Die Erfindung betrifft elektrisch leitende Stützmittel zur Positionierung der Elektronenkanonen in einer Elektronen-Entladungsvorrichtung, vorzugsweise einer Katodenstrahlröhre, wobei die Stützmittel aus mehreren Gliedern bestehen, die am Umfang der Endelektrode bzw. den Endelektroden angebracht sind und sich kontaktgebend am Leit belag auf der Innenseite des Halsteils des Glaskolbens abstützen.

Bekanntlich werden die Elektronenkanonen in Bildröhren durch Abstandhalter im Halsteil gestützt und zentriert. Meist werden drei oder mehrere elastische Stützglieder an den Endelektroden der Kanonensysteme so befestigt, das sie in Strahlrichtung nach vorne und dabei etwas nach aus sen ragen und sich so an der Innenwand des Röhrenhalses

609848/0717

2521389

abstützen. Diese Stützglieder haben ausser der Lagerung und Zentrierung der Kanonensysteme die Aufgabe, mit der Leitschicht an der Innenwand Kontakt zu bilden. Diese Leitschicht erstreckt sich vom Nackenteil der Röhre bis etwa zum vorderen Rand der Endelektrode.

Diese Stützglieder der bisherigen Technik geben den Elektr· nenkanonen nicht den konzentrischen Halt, der in der Praxis auch nach einem Stoss noch sicherstellt, dass keine seitliche Lageveränderung eintritt. Bekanntlich bewirkt eine solche Lageveränderung insbesondere bei Farbbildröhren eine völlig unzulässige Verschlechterung der Funktion.

Ferner können die nach vorne gerichteten Stützglieder insbesondere bei Kurzhalsröhren in einen Bereich ragen, der für den geforderten Röhrenbetrieb kritisch ist, wenn sie z.B. bis in das Jochfeld ragen oder so angebracht sind dass sie sich beim Getter-Einbrennen übermässig erhitzen oder so ausgerichtet sind, dass sie einen dicht vorbeiziehenden Elektronenstrahl abschatten.

Der Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, für eine selbstzentrierende Abstützung der Elektronenkanonensystemc zu sorgen, die auch nach Stössen noch die erforderliche Zentrizität der Systeme gewährleistet. Die Kontaktgabe soll innerhalb der gegebenen Röhrenhalsdurchmessertoleranzen gleichmässig und zuverlässig sein und sich selbst einstellen, wobei sie einen positiven Kontaktdruck ausüben sollen, und zwar an der Leitschicht der Innenwand unmittelbar gegenüber der Peripherie der Endelektrode.

Für den eingangs genannten Oberbegriff wird diese Aufgabe erfindungsgemäss nach dem Kennzeichen des Hauptanspruchs gelöst.

609848/0717

2821389

Weitere Einzelheiten und Ausführungen sind den Folgeansprüchen und der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen zu entnehmen, die weiter unten anhand der Zeichnungen erläutert werden.

Mindestens zwei gleichartige Stützglieder sind nach der Erfindung am Umfang der Endelektrode etwa tangential verlaufend und senkrecht zur Röhrenlängsachse orientiert befestigt. Jedes Stützglied ist aus federndem, metallischen Flachmaterial hergestellt und besitzt an seinen frei en Enden je eine löffelartige Ausbildung, deren erhabene Seiten sich am Leitbelag im Röhrenhals kontaktgebend anlegen. Jedes Stützglied ist zentral als Befestigungsteil ausgebildet und. besitzt eine solche Form, dass es sich an die zylindrische Peripherie des Elektrodenteils anschmiegt, an dem es mit geeigneten Mitteln befestigt ist. Zu beiden Seiten des zentralen Befestigungsteils sind die Hebelarme entgegengesetzt zueinander geformt und tragen jeweils am Ende die genannten löffelartigen Ausbildungen. Die Ausbildung der Stützmittel ist so, daß die federnden Hebelarme nach Einschieben in den Röhrenhalsteil weder an der Peripherie der Endelektrode noch am Röhrenhals anliegen. Lediglich die löffelförmigen Enden liegen wie erwähnt innen am Leitbelag an. Durch die Ausbildung und Art der Befestigung der Stützmittel, wie auch durch die tangentiale Anordnung am Umfang der Endelektroden werden die Forderungen gemäss der Aufgabenstellung eindeutig erfüllt.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine Teilschnittansicht des Halsteils einer Katodenstrahlröhre, diedie Benutzung der Erfindung darin veranschaulicht;

■ 609848/0717

Fig. 2 ist ein schräg gesehener Grundriss (entlang der Linie 2-2 von Fig. 1), der die Benutzung der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 3 ist eine vergrösserte Draufsicht eines Teilschni der Fig. 2, der die Ausrichtung und Funktion der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 4 ist eine Seitenansicht einer Ausführung des elektrisch leitenden Stützteils der Erfindung;

Fig. 5 ist ein Diagramm, das die durch die Stützmittel bewirkten Druckvorteile veranschaulicht;

Fig. 6A und 6B sind Grudrisse, die andere Ausführungen der Erfindung veranschau-lichen, wie sie in einer Mehrfachstrahl-Inline-Kanonenanordnung benutzt werden, und zwar.entlang der Linie 2-2 in Fig.

Fig. 7 bis 11 zeigen weitere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Stützmittel.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Während sich das Konzept der Erfindung allgemein auf Stützmittel für die Elektronenkanonen in einer Elektronen-Entladungsvorrichtung bezieht, betreffen die in den Zeichnungen gezeigten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiele speziell Stützmittel in Farbkatodenstrahlröhren.

Fig. 1 zeigt einen Teilschnitt durch eine Katodenstrahlröhre 11, in der ein Vielstrahl-Elektronenkanonensystem mit mehreren Elektroden 13 im Halsteil 15 des Röhrenkolben:

609848/0717

befestigt ist. Die elektrische Leitschicht 17 auf der Innenfläche des Trichterteils 19 erstreckt sich in den vorderen Bereich des Halsteils, an dem mit mehreren Stützgliedern 21 , die an der lindelektrode 23 der Elektronenkanonenstruktur befestigt sind, elektrischer Kontakt hergestellt wird.

Ein Joch 25 ist aussen auf dem Röhrenkolben etwa an der Verbindungsstelle zwischen dem Trichterteil 19 und dem Halsteil 15 angedeutet. Wie in Fig. 1 gezeigt, ragen die Stützglieder 21 weder in den Jochbereich, noch behindern sie irgendwie die Strahlen 27, 29 und 31.

Die Endelektrode 23, an der die Stützglieder 21 befestigt sind, wird in Fig. 2 näher gezeigt. In diesem Beispiel ist sie eine magnetische Konvergenzelektrode mit einer Längsachse 33 und drei Strahl öffnungen 37, und 41 einer deltaförmigen Anordnung. Diese Endelektrode 23 von zylindrischer Form ist konzentrisch angeordnet innerhalb eines zylindrischen Halsteils 15 durch drei gleiche, mit Abständen verteilte Stützglieder 21, die senkrecht zur Längsachse 33 daran befestigt sind. Jedes der drei Stützglieder ist an der Endelektrode 23 in radialem Abstand "r" befestigt. In jedem Fall ist die Befestigungsfläche 35 ein zylindrischer Teil der Endelektrode 23 zwischen den Polstücken 43 und 45, der einem entsprechenden Strahl zugeordnet ist, wie z.B. 29.

In Fig. 4 wird ein Stützglied 21 als ein längliches, federndes Metallteil dargestellt, das aus Flachmaterial besteht und so ausgebildet ist, dass es die Endelektrode 23 des Elektronenkanonensystems 13 umgibt. Der mittlere Befestigungsteil 47 ist so gewölbt, dass die konkave innere Fläche im wesentlichen der Peripherie der Befestigungs-

609848/0717

fläche 35 der zylindrischen Endelektrode 23 entspricht. Gleiche Übergangsteile 53 und 55 sind an jedem Ende des mittleren Befestigungsteils 47 so ausgebildet, dass sie gut um die Schultern der Polstücke 43 und 45 passen. Zwei ähnliche elastische Hebelarmteile 57 und 59 schliessen sich an die Übergangsteile 53 und 55 an und ragen von dort entgegengesetzt zur Längsrichtung heraus. Jeder der Hebelarme endet mit einem Kontaktelement. Wie gezeigt, ist jedes dieser Kontaktelemente 61 und 63 löffeiförmig mit einer konvexen Aussenfläche ausgebildet. Das Stützglied 21 zeigt in seinem entspannten Zustand vor dem Einbau gerade Hebelarmteile 57 und 59. Sie haben eine erste wirksame Ilebellänge von "a". Die Übergangsteile 53 und 55, die in die jeweiligen Hebelarme 57 und übergehen, sind ähnlich geformt, haben aber einen kleineren Radius als die gewölbte Form des Befestigungsteils 47.

Die Verwendung eines Stützgliedes 21, wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, wird in der Fig. 3 detailliert dargestellt, wo die maximale und minimale Innenabmessung 65 und 67 des Halsteils 15 gezeigt wird. Die Leitschicht 17 ist weggelassen, um die Darstellung anschaulicher zu machen. Bei der Röhrenherstellung, wenn das Elektronenkanonensystem 13 in den Halsteil 15 eingesetzt und darin ausgerichtet wird, wird jeder der Hebelarme 57 und 59 von der noch entspannten Position in eine zusammengedrückte Lage gebogen, wie die inneren Abmessungen des Halsteils 19 es erfordern. Bei dem Positionieren des Elektronenkanonensystems 13 ändert sich im wesentlichen nur die Form der Hebelarme 57 und 59, indem sie sich um die zylindrische Oberfläche der Endelektrode 23 in etwa tangentialer Weise biegen, ohne sie zu berühren, und nur mit ihren Enden kon-

609848/0717

taktgebend an der Innenwand des Halsteils 15 anliegen. Innerhalb der Toleranzen des Innendurchmessers des Halsteils 15 kürzt diese Beziehung wirksam die Länge der Hebelarme und ergibt einen erhöhten Druck des jeweiligen Kontaktelements gegen die Innenfläche des Halsteils 15. Im Beispiel verschiebt sich die Lage der Kontaktelemente 61 und 63 gegenüber der Innenfläche des Halsteils 15 mit maximalem Innendurchmesser (wie mit 65 angezeigt) und ändert den tangentialen Kontakt des Hebelteils an der Peripherie der Endelektrode 23, wodurch der Hebelarm erheblich gekürzt wird, wie in "b" gezeigt wird. Dies ergibt sich aus der Änderung des Berührungspunktes von "M" nach "N". So erlebt ein Hebelarm, der eine ursprüngliche Länge "a" besitzt, wenn er in einem Halsteil 15 von maximalem Durchmesser verwendet wird, 50 Prozent Längenänderung, was z.B. durch die Verschiebung des Kontaktteils von der angenommenen Lage "A". bis zur Lage "B" in Fig. 3 gezeigt wird. Wenn der Halsteil 15 eine minimale Innenabmessung besitzt (wie mit 67 angezeigt), verschiebt sich der tangentiale Kontakt zwischen dem Hebelarm und der dazugehörigen Elektrodenfläche weiter nach aussen und verkürzt dadurch zusätzlich den Hebel auf "c" zu, indem der Berührungspunkt von "N" nach "0" wandert. Diese Position der maximal gespannten Hebelarme zeigt die angenommene Position "C". So wird mit den Stützgliedern 21 nach der vorliegenden Erfindung ein bedeutender Vorsprung in der

Technik erreicht, indem die wirksame Länge jedes Hebelarms verkürzt wird, wenn er sich um den Elektrodenumfang legt. Die sich daraus ergebende Verkürzung des Hebelarms bewirkt eine erhöhte Druckkraft zwischen dem Kontaktelement und der Fläche des Halses. Diese selbsteinstellende Wirkungsweise strebt an, einen gleichen Druck der verschiedenen Kontaktelemente der Stützglieder 21 und dadurch eine konzentrische Ausrichtung der

• 609848/0717

Elektronenkanonensysteme 13 im Halsteil 15 zu erreichen.

In Fig. 5 werden die Druckvorteile der selbsteinstellenden Stützglieder 21 aus dem Diagramm deutlich. Um eine Vergleichsbasis zu schaffen, ist auch eine herkömmliche Stützeinrichtung eingetragen, die eine konstante Hebellänge besitzt und sich in Vorwärtsrichtung erstreckt. Sie hat eine lineare Beziehung zwischen dem Grad der Verformung und der erforderlichen Druckkraft. Im Vergleich damit benutzt das selbsteinstellende Stützglied 21 der Erfindung einen Berührungspunkt, dessen Tangentialposition bestimmt wird von der zylindrischen Oberfläche der Endelektrode 23 und der Innenabmessung des Halsteiles 15. Im Beispiel werden drei Hebelpositionen gezeigt: "A" = die entspannte Position; "B" = die fünf zigprozenti,.'. zusammengedrückte Lage und "C" = die völlig zusammengedrückte Lage. Dies entspricht den Lagen in Fig. 3. Der Abstand zwischen dem maximalen Innendurchmesser des Halsteils 15, gekennzeichnet mit 65, und dem Hebelteil "B" und dem minimalen Innendurchmesser des Halsteiles 15, gekennzeichnet mit 67 und der Hebelposition "C", wird durch "d" in Fig. 5 veranschaulicht. Im Arbeitsbereich zwischen "B" und "C" erhöht sich die entstehende Druckkraft drastisch im Vergleich zu der bei einer herkömmlichen Stützeinrichtung mit konstanter Hebellänge. Wie in Fig. 3 gezeigt, hat das Beispiel der Hebelposition "A" eine Armlänge "a", die Hebelposition "B" hat eine reduzierte Armlämge "b", was ein Wert von o,63«"a^M ist, und die Hebelposition "C" hat eine weiter verringerte Länge "c", die o,26-"a" beträgt. So übt im Vergleich zu einer herkömmlichen Stützeinrichtung mit konstanter Länge bei 100% Druck das selbsteinstellende Stützmittel ι findungsgemäss eine Druckkraft von 1oo/o,26 oder 384 Prozent aus»

609848/0717

Eine andere Verwendung der Erfindung wird in Fig. 6A gezeigt. Hier werden zwei Stützglieder 21' mit Abstand voneinander benutzt, um die konzentrische Position eines Elektronenkanonensystems 69 zu erreichen, das mehrere Elektroneristrahlen 71, 73 und 75 in einer Inline-Anordnung besitzt. Die Veranschaulichung ist ähnlich wie bei der Linie 2-2 in Fig. 1. Vorzugsweise fällt die Inline-Anordnung der drei Strahlen mit der x-x' Achse der x- und y-Koordinatcn senkrecht zur Längsachse 33 des Strahlen erzeugenden Mittels zusammen. Wie im Ausführungsbeispiel gezeigt, hat jedes der Stützglieder 21' ein Kontaktelement 81, das auf der x-x^: Achse ausgerichtet ist, worauf das gegenüberliegende Kontaktelemenr 83 jedes Stützgliedes 21' auf der y-y¹ Achse ist. Es wurde festgestellt, dass eine Stützglieder-Anordnung unter 45° zu den x- und y-Koordinaten die gewünschte Konzentrizität des Inline-Kanonensystems 69 im Halsteil 15 gut erreicht.

Während die obige Ausführung für ein Inline-Kanonensystem als bevorzugt angesehen wird, wird in Fig. 6B das Beispiel einer anderen zweckmässigen Anordnung zum Ausrichten von zwei Stützgliedern 21' auf einem Elektronenkanonensystem 69 gezeigt, deren Strahlen 71, 73 und ebenfalls in einer Reihe angeordnet sind. Hier hat jedes der gegenüberliegend angeordneten Stützglieder 21· seinen entsprechenden Befestigungsteil 87' auf der x-x^f Achse. Daher liegen die Kontakteleinente jedes Stützgliedes symmetrisch zur x-x¹ Achse.

Eine weitere Ausführung der Stützglieder wird in den Figuren 7 und 8 gezeigt. Bei dieser Ausbildung des Stützgliedes 81 sind zwei rechtwinklig abgewinkelte Anschlagelemente 83 und 85 an dem gewölbten Befest"gungsteil an den Übergangsstellen 89 und 91 ausgebildet. Sie ragen

609848/0717

von einer Seite oder dem Rand nach innen von der konkaven Oberfläche 93. Sie dienen zur leichteren Plazierung der Stützglieder an der iindelektrode 23. Diese Anschlagelemente 81 und 85 erleichtern den Aufsatz der Stützgiieder oben oder unten an der Peripherie der Endelektrode 23. Die Hebelarme 95 und 97 ragen in entgegengesetzte Richtungen, wie bei den ersten Ausführungen.

Eine weitere Ausführung der Stützglieder wird in den in Fig. 9, 1o und 11 gezeigten Abwandlungen veranschaulicht, wobei nur ein Hebelarm gezeigt wird. Auf dem Stützglied 99 hat jeder der gleichen Hebelarmteile 1o1 und 1o1' mehrere auf der Innenseite in einer Doppelreihe (gemäss Fig. 9 und 1o) in Längsrichtung darauf verteilte Vorsprünge 1o3, 1o5 und 1o7, die durch Prägung von der Aussenseite darauf gebildet wurden, um eine Reihe von aufeinanderfolgenden Berührungspunkten M¹, N' und 0' festzulegen, die den Punkten M, N und 0 in Fig. 3 entsprechen. Bei Benutzung sind diese Vorsprünge so wirksam, dass sie einen definierten Kontakt mit der Endelektrodenfläche herstellen, wodurch spezifische Hebelarmlängen entstehen. Wie in Fig. 1o gezeigt, haben die Vorsprünge 1o3, 1o5 und 1o7 die Form von in Längsrichtung des Stützgliedes aufeinander in Abständen folgenden Paaren. In Fig. 11 wird eine Abwandlung davon gezeigt, bei der die Vorsprünge 1o3',1o5'und 1o7' als quer zur Längsrichtung des Stützgliedes liegende, längliche oder ovale Hocker angeordnet sind . Die Wirkung der Ausführung mit definierten Berührungspunkten wird in Fig. 5 angegeben.

Ausser der bevorzugten Ausführung der Erfindung können Fachleute ohne weiteres Änderungen und Abwandlungen daran vornehmen, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen.

609848/071 7

Claims

PATENTANSPRÜCHE

Elektrisch leitende Stützmittel zur Positionierung der Elektronenkanonen in einer Elektronen-Entladungsvorrichtung, vorzugsweise einer Katodenstrahlröhre, insbesondere einer Farbfernsehbildröhre, wobei die Stützmittel aus mehreren Gliedern bestehen, die am Umfang der Endelektrode bzw. den Endelektroden angebracht sind und sich kontaktgebend am Leitbelag auf der Innenseite des Halsteils des Glaskolbens abstützen, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützmittel aus mindestens zwei jeweils zweiarmigen, länglichen Stützgliedern mit einem zentralen Befestigungsteil und löffelartig ausgebildeten Enden der beiden Hebelarme bestehen, und dass die Stützglieder einstückig aus federndem, metallischen Flachmaterial hergestellt werden, wobei das Befestigungsteil der Form der Peripherie der Endelektrode entsprechend gekrümmt ausgebildet ist, an der es befestigt wird, so dass die entgegengesetzt zueinander sich erstreckenden Hebelarme im Raum zwischen der Innenwand des Röhrenhalses und der Peripherie der etwa zylindrischen Endelektrode frei federn im wesentlichen senkrecht zur Röhrenlängsachse sich einstellen, indem nur die erhabenen Aussenseiten der Hebelarmenden sich kontaktgebend am Leitbelag an der Innenseite des Röhrenhalses unmittelbar gegenüber dem Endelektrodenumfang abstützend anlegen.
2. Elektrisch leitende Stützmittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf der konkaven Innenseite jedes Hebelarmes einige in Abständen angeord-

■ 609848/0717

-J -

nete Einprägungen, wie Warzen, hervorstehen, die definierte Stützpunkte an der Peripherie der Endelektrode bilden und so definierte Hebelarmlängen ergeben.
3. Elektrisch leitende Stützmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass entlang den Hebelarmen zwei Reihen von sich jeweils paarweise gegenüberstehenden Einprägungen vorgesehen sind.
4. Elektrisch leitende Stützmittel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einprägungen eine senkrecht zur Längsausdehnung der Stützglieder orien tierte längliche oder ovale Form besitzten und einander parallel liegen.
5. Elektrisch leitende Stützmittel nach Anspruch 1, . dadurch gekennzeichnet, dass zu beiden Seiten anschliessend an das zentrale Befestigungsteil jedes Stützgliedes je eine Übergangsstelle mit gleicher Krümmungsrichtung wie das Befestigungsteil, aber mit wensentLich kleinerem Radius, vorgesehen ist, so dass sich quer zur Längsausdehnung des Stützgliedes quasi ein Wulst erstreckt.
6. Elektrisch leitende Stützmittel gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Längsseite des Befestigungsteiles mindestens ein - zum Beispiel rechteckiger - Lappen mit ausgestanzt ist, der zur konkaven Seite hin rechtwinklig abgebogen wird.
7. Elektrisch leitende Stützmittel gemäss Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass gemäss Figur 2 bei einer

609848/071 7

Farbfernsehbildröhre mit Deltaanordnung der Elektronenkanonen drei Stützglieder in gleicher winkelmässiger Anordnung wie diese etwa tangential zu gedachten drei Radien durch die Zentren der drei Systeme in der Ebene der Befestigung angeordnet sind.
S. Elektrisch leitende Stützmittel gemäss Anspruch 1. und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet j dass gemäss Figur 6B bei einer In-Line-Farbfernsehbildröhre zwei Stützglieder an der Peripherie der Endelektroden so angebracht sind, dass die Mitten ihrer Befestigungsteile exakt in der Ebene der Elektronenkanonen liegen.
9. Elektrisch leitende Stützmittel gemäss Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass gemäss Figur 6A bei einer In-Line-Farbfernsehbildröhre zwei Stützglieder an der Peripherie der Endelektroden so angebracht sind, dass die Mitten ihrer Befestigungsteile exakt unter 45 zur Ebene der Elektronenkanonen sich gegenüber stehen und so gleichzeitig die vier Kontaktpunkte der löffeiförmigen Enden der Stützglieder an der Innenwand des 'Glaskolbens genau in. der Ebene der Elektronenkanonen bz\v. auf der Senkrechten dazu abwechselnd paarweise von dem einen bzw. dem anderen Stützglied zu liegen kommen.

609848/071 7