DE2630074A1

DE2630074A1 - Schnellheizkatode fuer eine katodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE2630074A1
Application number: DE19762630074
Authority: DE
Inventors: William E Buescher; Donald R Kerstetter
Original assignee: GTE Sylvania Inc
Current assignee: Philips North America LLC
Priority date: 1975-07-09
Filing date: 1976-07-03
Publication date: 1977-02-03
Also published as: DE2630074C3; DE2630074B2; US3974414A

Description

GTE-Sylvania Inc., U.S.A.

3o. Juni 1976

GTE-PA 75

PATENTANMELDUNG

Schnellheizkatode für eine Katodenstrahlröhre,

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schnellheizkatode für eine Katodenstrahlröhre, insbesondere für eine Farbfernsehbildröhre, die mit drei Schnellheizkatoden ausgestattet ist, welche indirekt geheizt werden, indem in den hohlzylindrischen Aufbau das elektrisch davon isolierte Heizelement paßt, ferner besteht diese Schnellheizkatode aus einer becherförmigen Katodenkappe, deren Außenseite des Bodens mit elektronenemittierendem Material beschichtet ist, und einem hohlzylindrischen hin-teren Teil, das mit der Katodenkappe durch eine Anzahl von Haltestreben gleichachsig mit diesem ausgerichtet verbunden ist.

Bekanntlich sind Farbbildröhren in der Regel mit drei Elektronenkanonen ausgestattet, wobei jeds dieser Ka-

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nonen eine Katode besitzt, die indirekt geheizt ist und einen röhrenförmigen, mehrteiligen Aufbau besitzt. Dabei ist meist ein becherförmiges Vorder- oder Endteil an seiner Stirnseite, der Außenseite des Bodens, mit elektronenemittierendem Material beschichtet Die konventionelle Aufheizzeit solcher Katoden beträgt 12 bis 15 Sekunden. Das heißt, daß es relativ lange dauert bis genügend Elektronen zur Verfugung stehen, um zur Anode beschleunigt zu werden und das übliche Raster auf dem Bildschirm sichtbar zu machen. Diese Erwärmungszeit wird als lästig empfunden, da der Gerätebenutzer vom Einschalten ab diese relativ lange Zeit warten muß, bis ein akzeptables Bild auf dem Schirm erscheint. Es wurde versucht mit sogenannten "Sofort-Bild-Röhren" dem abzuhelfen. Dies wurde erreicht, indem die Bildröhre auch nach dem Ausschalten weiter beheizt wurde mit etwas reduziertem Heizstrom. Nach dem Einschalten wurde das Bild dann fast sofort sichtbar. Bei Fernsehgeräten, die noch andere Vaccuumröhren besaßen, wurden auch diese weiter geheizt, während das Gerät ansonsten abgeschaltet war. Diese Geräte verbrauchten demnach ständig Energie und sollen eine Brandgefahrenquelle gewesen sein.

Es wurden verschiedene Versuche gemacht, eine wirtschaftlich arbeitende Schnellheizkatode zu entwickeln. Bisher waren alle Ausführungen entweder schwierig zu fertigen oder zu teuer in der Herstellung oder machten erhebliche Konstruktionsänderungen am Elektronenkanonenaufbau notwendig.

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Der vorliegenden Erfindung lag deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu finden, die verbesserte Aufheizkennwerte bietet, wirtschaftlich arbeitet und leicht hergestellt werden kann. Schließlich sollte diese Katode in vorhandenen Elektronenkanonenkonstruktionen ohne Änderung passen und die Aufheizeigenschaften des die elektronenemittierende Schicht tragenden Vorderteils sollte verbessert werden, wobei von einem Aufbau nach der US-PS 3.ΘΘ1.124 ausgegangen werden sollte, insbesondere bzgl. des hinteren röhrenartigen Teils.

Diese Aufgabe wird für den eingangs genannten Oberbegriff erfindungsgemäß nach den Kennzeichen des ersten Anspruchs gelöst.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen sind den folgenden Ansprüchen und der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung zu entnehmen.

Erfindungsgemäß wird die Katode mit einem becherförmigen Oberteil versehen, das tiefgezogen wird und so ausgebildet ist, daß die Wandstärke des Bodens stärker ist als die der Seitenwände und die Masse dieses Oberteils sehr gering ist. Dieses Oberteil ist ideal geeignet zum Aufbau einer mehrteiligen Katodenkonstruktion, indem eine Anzahl von Streben an der zylindrischen Außenwand des Oberteils in axialer Richtung so befestigt sind, daß bei entsprechender Befestigung der anderen Enden der Streben an der Innenseite des hinteren, hohlzylindrischen Teils dieses und das Vorderteil axial gleichorientiert sind und eine bauliche Einheit bilden, wobei die Wärmeleitung zwischen dem Vorderteil und

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hinteren Teil so gering wie möglich ist.

Die Zeichnung zeigt in ^v

Figur 1 eine Seitenansicht einer geschnittenen Katodenkappe oder eines -oberteilsi

Figur 2 eine Seitenansicht einer geschnittenen Katodenkappe oder eines -Oberteils ähnlicher Ausbildung;

Figur 3 eine perspektivische Ansicht einer vollständigen aus mehreren Teilen aufgebauten Katode unter Anwendung des erfindungsgemäßen Oberteils.

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Katodenkappe 1o, die eine geringe Masse besitzt, durch Tiefziehen hergestellt wurde und im wesentlichen Becherform besitzt. Das geschlossene obere Ende oder der Boden des Bechers 1o geht über in die zylindrische Seitenwand 14. Die Dicke des Becherbodens 1o ist im dargestellten Beispiel mit "x" gekennzeichnet. Die Seitenwand 14 hat eine geringere Stärke von 2/3 x. In einem praktischen Ausführungsbeispiel für eine drei Kanonen besitzende Farbbildröhre ergaben sich folgende praktischen Werte:

Durchmesser der Katodenkappe 1o : 2,o32 mm Länge derselben : 2,286 mm

Die Wandstärke des Becherbodens' und der Seitenwand 14 wurde in den beiden Figuren 1 und 2 stark übertrieben. Im Beispiel wurde eine Wandstärke für χ von o.o762 und 2/3 χ von o.o5o8 mm gewählt.

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In einem anderen Ausführungsbeispiel, wie Figur 2 zeigt, ist die Länge der Katodenkappe 16 größer gewählt. Der Becherboden 18 entspricht dem ersten Beispiel, die zylindrische Seitenwand 2o ist langer. Die Wandstärken entsprechen dem ersten Beispiel. Der Durchmesser der Katodenkappe war wieder 2,o32 mm, die Länge allerdings 3.175 mm.

In einem Vergleichsversuch zwischen einer Katodenkappe nach dem Stand der Technik mit überall gleicher Wandstärke von o.o762 mm und einer Masse von 11,2 mg, einer Ausführung nach Figur 1 mit 1o,5 mg und einer nach Figur 2 mit 7,5 mg, wurde festgestellt, daß die Aufheizzeiten in Sekunden für die drei Typen bei bestimmten Stromstärken wie die nachstehende Tabelle zeigt lauten:

4/<A 1oo a A 15o

Länge der Seitenwand 2.286 mm 3,83 4,87 5,8o

desgl. , 3.175 mm .3,87 5,13 6,3o

(St.d.T.)desgl. 2.286 mm 5,oo 7,2o 1o,37

Selbstverständlich ist bei der Reduzierung der Wandstärke bzw. Masse zu beachten, daß der Becherboden die elektronenemittierende Beschichtung tragen und die mechanische Stabilität des Aufbaus gewahrt werden muß. Eine derart nach der Erfindung ausgebildete Katodenkappe mit geringstmöglicher Masse kann nicht mit einem konventionellen Rohrteil durch mehr oder weniger nur anstoßenden Sitz, z.B.

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Aufeinanderstecken, vereinigt werden. Dafür eignet sich nur ein der Lösung in dem genannten Patent ähnliche Ausführung.

beachtet

Außerdem ist bei der Konstruktion/worden, daß die Katodenkappe nicht beliebig verkürzt werden kann. Es kann nämlich sonst vorkommen, daß das vom Heizelement Cheater) erzeugte elektrische Feld eine unerlaubte Menge Elektronen, die von der Beschichtung austreten, anzieht. Schließlich ist eine Minimum-Grenze bezüglich der Heizelementspule zu beachten, wenn eine bestimmte Leistung bei angemessenen Kombination von Strom und Spannung gefordert werden müssen. Es kommt die weitere Bedingung hinzu, daß keine Energie des Heizelements verschwendet werden soll, indem die Seitenwand der Katodenkappe zu kurz gewählt wird.

Die Versuche wurden alle mit einem bestimmten Heizelement ausgeführt, das eine Länge einschließlich Zuleitungsbeine von 13 mm hatte und aus einem Draht aus einer Legierung von Rhenium-Wolfram bestand bei einem Durchmesser von o,o762 mm. Dieser Draht ist mit o,o762 mm Dicke einer Isolation von gesintertem Aluminiumoxyd beschichtet. Dieses Heizelement ist ähnlich dem in der genannten Patentschrift verwendeten.

Fgiur 3 zeigt einen Zusammenbau der Schnellheizkatode wie er optimal ist und bereits erwähnt wurde. Die Katodenkappe 1o und das hintere Teil 24 sind durch drei Stege

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miteinander verbunden, die relativ schlechte Wärmeleitfähigkeitseigenschaften besitzen.

Für den Fachmann werden Modifikationen dieser Ausführungsbeispiele möglich sein. Sie verlassen aber nicht den Rahmen dieser Erfindung.

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Claims

Patentansprüche:

1.}Schnellheizkatode für eine Katodenstrahlröhre, insbesondere für eine Farbfernsehbildröhre, die mit drei Schnellheizkatoden ausgestattet ist, welche indirekt geheizt werden, indem in den hohlzylindrischen Aufbau das elektrisch davon isolierte Heizelement paßt, ferner besteht diese Schnellheizkatode aus einer becherförmigen Katodenkappe, deren Außenseite des Bodens mit elektronenemittierendem Material beschichtet ist, und einem hohlzylindrischen hinteren Teil, das mit der Katodenkappe durch eine Anzahl von Haltestreben gleichachsig mit diesem ausgerichtet verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Katodenkappe (1o; 16) eine unterschiedliche Wandstärke am Boden [12; 18) und dem Seitenteil [14; 2o) besitzt und zwar ist das Seitenteil [14; 2o) um ein Drittel dünnwandiger beim Tiefziehen hergestellt.

2. Schnellheizkatode gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Katodenkappe (1oj 16) mit kreisförmigem Querschnitt ausgeführt ist und die Länge des Seitenteils [14j 2o) etwa dem Durchmesser der Katodenkappe (1o; 16) entspricht.

3. Schnellhe.zkatode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Katodenkappe (1o; 16) aus einem Material besteht, das aus der Gruppe der Nickel-

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und Katodennickel-Legierungen ausgewählt wurde.

4. Schnellheizkatode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Katodenkappe (1o; 16) solche Abmessungen aufweist, daß sie eine geringstmögliche Masse hat und trotzdem die erforderliche Steifigkeit und Stabilität besitzt, die zur Erfüllung ihrer Funktion erforderlich ist.

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