DE2638770B2

DE2638770B2 - Getter-Halterung für eine Kathodenstrahlröhre sowie Verfahren zum Einführen des Getterbehälters in den Kolben einer Kathodenstrahlröhre

Info

Publication number: DE2638770B2
Application number: DE2638770A
Authority: DE
Inventors: Earle Solomon Leola Pa. Thall (V.St.A.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1975-08-28
Filing date: 1976-08-27
Publication date: 1978-11-02
Also published as: DE2638770C3; CA1063154A; DE2638770A1; FR2322449B1; JPS5228857A; GB1534169A; IT1063700B; US4006381A; FR2322449A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Getter-Halterung für eine Kathodenstrahlröhre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Einführen des Getter-Behälters in den Kolben einer Kathodenstrahlröhre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6.

Eine Getter-Halterung dieser Art ist aus der amerikanischen Patentschrift 38 48 154 bekannt. Die den Getter-Behälter tragende Feder ist üblicherweise an der Strahlsystemhalterung befestigt und wird mit dieser in einer solchen achsparallelen Ausrichtung in den Kolben der Kathodenstrahlröhre eingeschoben, daß keine Beschädigung der beschichteten Innenfläche des Röhrenkolbens auftritt. Bei der den Getter-Behälter tragenden Feder handelt es sich um eine Bimetallfeder, die nach dem Einbau erhitzt wird und sich dabei so krümmt, daß der Getter-Behälter zur Kolbenwand versrhwenkt wird. Die Erhitzung führt bei Überschreiten einer Schwellentemperatur zu einer metallurgischen Umwandlung, aufgrund deren die Verformung auch nach erneuter Abkühlung bestehenbleibt.

Aus der amerikanischen Patentschrift 35 08 105 ist eine Getter-Halterung für eine Kathodenstrahlröhre bekannt, bei der die den Getter-Behälter tragende Feder von Anfang an aus der Längsachse der Röhre herausgebogen ist und infolge ihrer Bogenform und Federeigenschaft den Getter-Behälter gegen die Innenwand der Röhre drückt. Beim Einbau der Strahlsystemhalterung, an der auch die Getterhalterung befestigt ist, gleitet daher der Getter-Behälter über die Röhreninnenfläche, was zur Beschädigung der Beschichtung auf dieser Innenfläche führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Getter-Halterung der eingangs bezeichneten Art so auszugestalten, daß sich ein Aufbau mit einer geringeren Anzahl von Teilen ergibt und ohne weiteres nahezu beliebige Gestalten der von der Feder nach Wärmeeinwirkung angenommenen Form vorgesehen werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichenteil des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Dadurch, daß die erfindungsgemäße Feder aus einer einheitlichen Metallegierung besteht, kann die Anzahl der am Aufbau der Getter-Halterung beteiligten Einzelteile merklich reduziert werden. Verglichen mit den erwähnten bekannten Bimetallfedern besitzt die erfindungsgemäße Feder einen einfacheren Ein-Stück-Aufbau und kann leichter mit komplexen Formen und Querschnitten hergestellt werden. Ein weiteres Problem bei bekannten Getter-Halterungen besteht darin, daß die Metalifedern dazu neigen, sich untereinander zu verwickeln, wenn mit einer Gruppe von ihnen hantiert wird, wie es vor dem Einbau in die Röhren beim Verpacken, beim Entpacken und Versenden der Fall ist. Durch Verwenden einer im wesentlichen geraden Form, die vorzugsweise fester als zuvor ist, kann diese Neigung merklich reduziert werden. Die größere Festigkeit kann durch einen nichtebenen Querschnitt der Feder erreicht werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine Teilansicht, teilweise im Querschnitt, einer Kathodenstrahlröhre mit einer Getter-Halterung,

F i g. 2 eine Teil-Schnittansicht einer teilweise zusammengesetzten Röhre, die das Einsetzen der Getter-Halterung und der Strahlsystemhalterung in den Röhrenkolben zeigt,

F i g. 3 eine graphische Darstellung der Änderung der Übergangstemperatur bei Änderung der Zusammensetzung von Nickel-Titan-Legierungen,

Fig.4 und 5 Aufriß-Ansichten zur Erläuterung von Verfahren zum Zusammenhalten von Metallfedern, während diese thermisch verfestigt oder erhärtet werden, und

Fig. 6 und 7 Querschnittsansichten von Federn, die entweder nach thermischer Verfestigung oder nach Kaltverformung erhalten werden können.

Fig. 1 zeigt so viel von einer Farbfernsehbildröhre,

wie zum Verständnis der Erfindung erforderlich. Abgesehen von der Feder auf der Getter-Anordnung besitzt die Röhre einen üblichen Aufbau. Die Röhre besitzt einen evakuierten Glaskolben U mit einem zylindrischen Hals 13, der vom kleinen Ende eines Konus 15 ausgeht. Das große Ende des Konus 15 ist mittels einer Sichtplattenscheibe 17 verschlossen. Ein Dreifarben-Mosaikschirm 19, der mittels einer reflektierenden Metallschicht 21 aus Aluminium hinterlegt Ist, wird auf der Innenfläche der Sichtplattenscheibe 17 getragen. Davor befindet sich die Lochmaske 23. Der Kolben ist mit einer Beschichtung 35 aus Graphit versehen. Ein Konvergenzkäfig 27, der Polstücke 29 trägt, ist das dem Schirm 19 nächste Element der Strahlsystemhalterung 25. Das Ende des Halses 13 ist mit einem Sockel 31 verschlossen, der Anschlußstifte 33 besitzt. Kolbenabstandshalter 37 bilden die elektrische Verbindung von der Beschichtung 35 zum Konvergenzkäfig 27.

Die Getter-Halterung besitzt eine gestreckte Feder 39, die mit einem Ende am Konvergenzkäfig 27 der Strahlsystemhalterung 25 befestigt ist und in den Konus 15 des Röhrenkolbens vorsteht. Ein Getter-Behälter 41 ist am anderen Ende der Feder 39 befestigt. Ein Schlitten mit zwei krummlinigen Kufen 43 ist am Boden des Getter-Behälters 41 befestigt. Der Getter-Behälter 41 besitzt einen ringförmigen Kanal 32 mit einer geschlossenen Basis, die der Innenwand des Konus 15 gegenüberliegt. Die Feder 39 besteht aus einer einzigen Nickel-Titan-Legierung, die aus ungefähr 54,5 Gew.-% Nickel und 45,5 Gew.-°/o Titan besteht. Die Feder 39 ist ein Metallstreifen, dessen Länge sehr viel größer als seine Breite ist. Ungebogen und uneingeschränkt hat die Feder eine Gestalt, die mit einem Bogen eines Kreises von etwa 12 cm Radius übereinstimmt, wie durch die gestrichelten Linien 39a dargestellt. In der Röhre ist die Feder 39 jedoch in ihrer Bewegungsfreiheit eingeschränkt, so daß sie den Getter-Behälter 41 nach außen drückt, wobei die Kufen 43 die Beschichtung 35 berühren. Die Länge der Feder 39 erlaubt, daß der Getter-Behälter 41 gut innerhalb des Konus 15 nahe dessen Innenfläche angeordnet werden kann, wo das Getter-Material zur Schaffung einer optimalen Abdekkung gezündet werden kann und wo die Feder 39 und der Getter-Behälter 41 außerhalb der Elektronenstrahlbahn liegen und die Funktion der Röhre nicht beeinträchtigen. Dennoch können Feder 39 und Getter-Behälter 41 entfernt und mit der Strahlsystemhalterung 25 wieder eingesetzt werden, falls das Strahlsystem der Röhre erneuert werden müßte.

Beim Zusammenbau der Röhre wird die Getter-Anordnung getrennt zusammengebaut. Die Kufen 43 werden am Boden des Getter-Behälters 41 angeschweißt und der Getter-Behälter 41 mit Getter-Material gefüllt. Die Feder 39 liegt bereits thermisch verfestigt und kalt verformt vor. Um die Feder 39 zu verfestigen oder zu erhärten, wird ein Stück des gewünschten Legierungsstreifens um einen zylindrischen Dorn von etwa 9 cm Durchmesser gewickelt und dann auf etwa 500°C in Luft für etwa 10 Minuten erhitzt. Der Streifen wird dann, immer noch auf dem Dorn, auf Raumtemperatur abgekühlt. Diese Prozedur verfestigt den Streifen thermisch zu einer gebogenen oder gekrümmten Form, zu der er später zurückkehrt. Der Streifen wird dann vom Dorn entfernt und gewalzt oder auf andere Weise zu einer Form kalt verformt, die leicht in der entgegengesetzten Richtung gekrümmt ist. Der Streifen wird dann in Länge geschnitten und ein Ende am Boden des Behälters 41 festgeschweißt. Das andere Ende wird dann am Konvergenzkäfig 27 festgeschweißt. Wenn die Röhre für den Einbau der Strahlsystemhalterung 25 bereit ist, werden der Getter-Behälter 41 und die Feder 39 in Richtung des in F i g. 2 gezeigten Pfeils in den Hals 13 und den Konus 15 eingesetzt, und zwar im wesentlichen ohne die Wände des Röhrenkolbens oder die Beschichtung 35 zu berühren. Die leichte Innenkrümmung der Feder 39 bringt den Getier-Behälter 41

ίο gemäß Darstellung auf die Achse der Strahlsystemhalterung 25. Da die Beschichtung 35 nicht berührt wird, werden keine Teilchen aus ihr gelöst. Wenn die Beschichtung 35 durch ein Versehen berührt wird, dann ist kein Federdruck vorhanden, der die Kufen 43 gegen die Beschichtung 35 drückt, so daß im wesentlichen keine Teilchen gelöst werden. Wenn sich die Strahlsystemhalterung 25 in der gewünschten Position im Hals 13 befindet, wird der Sockel 31 luftdicht mit dem Hals 13 verbunden. Nach der Abdichtung bleibt der Getter-Behälter 41 auf der Achse der Röhre.

Die Röhre wird nun ausgeheizt und ausgepumpt, um soviel Gas wie möglich aus der Röhre zu entfernen. Während die Röhre heiß und ausgepumpt ist, wird sie gegenüber der Atmosphäre abgedichtet. Während des

2ί Ausheizens werden die Röhre und ihre Teile auf ungefähr 400°C erhitzt. Bei diesem Ausheizen und insbesondere schon oberhalb von 100°C nimmt die Feder 39 von selbst die thermisch verfestigte Gestalt wieder an, die in F i g. 1 durch die gestrichelten Linien

jo 39a gezeigt ist. Da der Konus 11 im Weg ist, nimmt die Feder 39 die in F i g. 1 gezeigte Form an und übt einem Federdruck aus, der den Getter-Behälter 41 und die Kufen 43 gegen die Beschichtung 35 drückt. Wenn sich die Röhre abkühlt, bleibt die Getter-Anordnung in

ü dieser Lage. Die Röhre wird nun auf übliche Weise bearbeitet, einschließlich der Schritte der Getter-Zündung, der Kathodenaktivierung und Elektrodenverarbeitung, um den Herstellungsprozeß der Röhre zu beenden.

Grundsätzlich kann jegliche Kathodenstrahlröhre, die eine Getter-Halterung verwendet, von der beschriebenen Feder Gebrauch machen. Die beschriebene Getter-Halterung kann bei Röhren unterschiedlicher Strahlsystem- oder Schirm-Konstruktionen verwendet

-n werden, z. B. bei auf einer Linie liegenden Strahlsystemen, Einzelstrahlsystemen, Linien- oder Zeilenschirmen, Durchdringungsschirmen, Einfarbschirmen und Kaskadenschirmen. Die Röhren können für Direktsicht-Fernsehwiedergabegeräte, Projektionsfernsehen oder

")" andere Zwecke, für die Kathodenstrahlröhren verwendet werden, benutzt werden.

Die Feder besteht vorzugsweise durchgehend aus einem Streifen aus einer einzigen, thermisch verfestigbaren Legierung. Die Feder kann jedoch aus einem

'·"■ zusammengesetzten Aufbau bestehen. Beispielsweise kann die Feder in zwei Teilen hergestellt werden, die stumpf oder überlappend zusammengeschweißt sind, wobei das eine Teil aus einer thermisch verfestigten Legierung am Konvergenzkäfig befestigt ist, während

>·· das andere Teil aus einer Chrom-Stahl-Legierung am Getter-Behälter befestigt ist. Auch kann das eine Teil aus einer Stahllegierung und das andere Teil aus einer thermisch verfestigten Legierung bestehen. Es können auch beide Teile aus thermisch verfestigten Legierun-■ gen mit unterschiedlichen Verfestigungs- und/oder unterschiedlichen Übergangstemperaturen bestehen. Die Feder kann in mehr als zwei Teilen hergestellt werden, von denen einige oder alle aus einer thermisch

verfestigbaren Legierung bestehen.

Allgemein enthalten verwendungsfähige Legierungen etwa 53 bis 55,5 Gew.-°/o Nickel und 47 bis 44,5 Gew.-% Titan. Der Übergangstemperaturbereich, das heißt der Bereich der Temperaturen, bei denen Gegenstände aus der Legierung von der kalt verformten Form von selbst zur thermisch verfestigten Form zurückkehren, liegt zwischen etwa 50⁰C und 166⁰C, wie durch die Kurve 51 in Fig.3 gezeigt. Die höchste Übergangstemperatur gehört zu einer Legierung, die etwa gleiche atomare Mengen von Nickel und Titan enthält. Ersetzt man ein Teil des Nickels durch Kobalt, verringert sich die Übergangstemperatur. Irgendeine Übergangstemperatur oberhalb der Raumtemperatur (20⁰C) kann für die neue Röhre verwendet werden. In der Praxis ist es jedoch vorzuziehen, Legierungen mit Übergangstemperaturen oberhalb von 50°C und vorzugsweise oberhalb von 100°C aus Einfachheitsgründen zu verwenden.

Die Feder, die am einfachsten zu verfestigen und zu verformen ist, ist ein flaches, gestrecktes Stück mit rechteckigem Querschnitt. Normalerweise wird ein Streifen von etwa 0,4 mm Dicke und 4 mm Breite verwendet. Ein Verfahren, einen Metallstreifen thermisch zu verfestigen, besteht darin, einen Streifen 53 wendelförmig um einen Zylinder 55 zu wickeln, wie dies in Fig.4 gezeigt ist. Falls erwünscht, kann der Streifen zur Schaffung von zwei oder mehr Schichten auf dem Zylinder über sich selbst gewickelt werden. Eine andere Alternative besteht darin, einige Schichten des Streifens aufeinander auf eine Spule zu wickeln. Bei allen diesen Alternativen wird der Streifen am Platz gehalten und in einem Luftofen auf eine Temperatur über etwa 500⁰C, z. B. etwa 525°C, erhitzt, bis die Masse gleichförmig diese Temperatur angenommen hat. Während der Streifen immer noch am Platz gehalten wird, wird dann die Masse in Luft abgekühlt oder in Wasser oder Luft auf Raumtemperatur abgeschreckt.

Wo mittels der thermischen Verfestigung komplexe Formen erzeugt werden sollen, können andere Techniken verwendet werden. Beispielsweise können ein oder mehrere Stücke 57 des Streifens zwischen Formabschnitten 59 und 61 angeordnet werden und ein Druck gemäß den Pfeilen in Fig.5 aufgebracht werden. Die Form mit dem angelegten Druck wird über 500⁰C erhitzt und dann, wie oben beschrieben, auf Raumtemperatur abgekühlt.
Nach der thermischen Verfestigung kann der Streifen

ίο zu einer gewünschten Form kalt verformt werden. Das Kaltverformen kann manuell ausgeführt werden. Für flache Streifen können Walzen zur Erzeugung eines geraden oder im wesentlichen geraden Streifens verwendet werden; danach wird der Streifen in Länge

π geschnitten (z. B. 12 cm für das obige Beispiel). Wenn eine kalt verformte Feder größerer Festigkeit erwünscht ist, kann der flache, thermisch verfestigte Streifen in einen V-förmigen Querschnitt 63, wie er in Fig.6 gezeigt ist, oder einen U-förmigen Querschnitl

2«i 65, wie er in Fig. 7 gezeigt ist, oder in irgendeiner anderen nichtebenen Querschnitt kalt verformt werden Eine festere Feder in der fertigen Röhre kann erwünschl sein, um eine Bewegung der Getter-Halterung während des Versands zu verhindern. Nichtebene Querschnitte

2Ί können dadurch erzeugt werden, daß der Metallstreifer zwischen geeignet geformten Walzen hindurchgeführl wird.

Die Feder kann auch thermisch so verfestigt werden daß nach der erneuten Erhitzung zur Wiederannahme

in ihrer thermisch verfestigten Form durch die Feder der Getter-Behälter eine Haltung bezüglich der Konuswände annimmt, die für die Zündung und Ablagerung des Getter-Materials geeigneter ist. Der Getter-Behälter kann z. B. mehr der Strahlsystemhalterung und weniger

■r. dem Schirm gegenüberliegen. Dies kann durch leichte Änderungen der Gestalt auf einer Länge von 2 cm desjenigen Federendes erfolgen, das dem Getter-Behälter am nächsten liegt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Getterhalterung für eine Kathodenstrahlröhre mit einem Kolben, in welchem ein an der Strahlsystemhalterung mittels einer Feder befestigter Getterbehälter angeordnet ist, wobei diese Feder während des Einführens des Getterbehälters in den Kolben achsparallel ausgerichtet ist, um eine Berührung des Getterbehälters an der Innenfläche des Kolbens zu vermeiden, und diese Feder erst nach erfolgtem Einführen unter Wärmeeinwirkung ihre gekrümmte Form annimmt, in der sie den Getterbehälter gegen die Kolbenwand andrückt, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Länge der Feder (39) aus einer einheitlichen Metallegierung besteht, die die Besonderheit aufweist, daß sie thermisch zu einer ersten vorgegebenen Form (39a) verfestigbar ist, die dann zu einer vorgegebenen zweiten Form kalt verformbar ist, und die schließlich bei Erhitzung über eine bestimmte Temperatur zur ersten Form wieder zurückkehrt.

2. Getterhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (39) eine Blattfeder mit einem nichtplanaren Querschnitt im thermisch verfestigten Zustand ist.

3. Getterhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der thermisch verfestigten Feder (39) vor der Kaltverformung im wesentlichen V-förmig (63) oder U-förmig (65) ist.

4. Getterhalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (39) vollständig aus der Metallegierung besteht.

5. Getterhalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder im wesentlichen aus 53 bis 55,5 Gew.-% Nickel und 47 bis 44,5 Gew.-% Titan besteht.

6. Verfahren zum Einführen des Getterbehälters

in den Kolben einer Kathodenstrahlröhre, wobei der Getterbehälter von einer Feder nach Anspruch 1 getragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Teil der Länge der Feder (39), der aus einer einheitlichen Legierung besteht, zunächst thermisch in die angestrebte gekrümmte erste Form (39a) verfestigt wird, anschließend mittels kalter Verformung zum besseren Einführen des Getterhalters (41) begradigt wird und schließlich nach erfolgtem Einführen des Getterhalters (41) in den Kolben (U) zur Wiederherstellung seiner ersten gekrümmten so Form (39ajüber eine bestimmte Temperatur erhitzt wird.