DE3216041C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Elektrodenhalterungssystem für eine Kathodenstrahlröhre, wie es im Oberbegriff des An­ spruchs 1 angegeben und von dem DE-GM 18 07 992 bekannt ist.

Die Elektroden eines Elektronenstrahl­ erzeugungssystems (hier kurz als Elektronenstrahlsystem bezeich­ net) sind hintereinander angeordnet, um mindestens einen Elek­ tronenstrahl entlang eines in Längsrichtung verlaufenden Elektronenstrahlwegs zu beschleunigen und zu fokussieren. Die Elektroden des Elektronenstrahlsystems sind an mindestens zwei in Längsrichtung ver­ laufenden, isolierenden Haltestäben mit Hilfe von Halte­ laschen oder -zungen mechanisch gehaltert, die von den Elektroden vorspringen und in die Haltestäbe eingebettet sind. Die Haltestäbe werden durch Pressen eines Glaspulvers in einer Form gebildet. Anschließend werden die Haltestäbe erhitzt, um sie zu verfestigen, um die Abmessungen der Haltestäbe zu fixieren und flüchtige Materie aus den gepreßten Halte­ stäben zu entfernen.

Die Haltelaschen bestehen entweder aus einem Stück mit den Elektroden oder sie können auch an deren Körper, z. B. durch Schweißen, befestigt sein. In beiden Fällen enthalten die Enden der Haltelaschen, die in die Halte­ stäbe eingebettet werden, geformte Vorsprünge oder Klauen, um die Laschen fest in den Haltestäben zu verankern. Manch­ mal werden während des Einschmelzens einer oder mehrere Haltestäbe dejustiert, was zu falschen Abständen zwischen den Elektroden oder einer unvollständigen Bedeckung der Klause einer Haltelasche durch den isolierenden Halte­ stab führt. Beide Fälle sind unerwünscht, da sie zu einer Verzerrung des elektrostatischen Feldes im Elektronenstrahl­ system führen, die den Elektronenstrahl stört.

Ein typisches bekanntes Beispiel einer zur Herstellung eines Elektronenstrahlsystems einer Bildaufnahmeröhre verwendeten Geräts ist in Fig. 8 der US-PS 41 69 239 dargestellt. In der Figur sind die isolierenden Haltestäbe auf Einschmelz­ supporten gelagert dargestellt, die auf die hintereinander angeordneten Elektroden zu bewegt werden. Dabei leidet die Genauigkeit, mit der die Elektroden montiert werden, wegen des thermischen und mechanischen Schocks, der bei der Be­ rührung der geschmolzenen Haltestäbe mit den Haltelaschen der Elektroden entsteht, wenn die Viskosität des verschmolzenen Glashaltestabes niedrig ist.

Man kann auch eine sichere, wenn auch etwas willkürliche Positionierung der isolierenden Haltestäbe auf dem Ein­ schmelzsupport dadurch erreichen, daß man den Einschmelz­ support mit einer Vakuumhalterungsvorrichtung versieht. Wegen der Wechselwirkung der Breitentoleranzen des Halte­ stabes und des Einschmelzsupportes kann jedoch eine seit­ liche Versetzung des Haltestabes beim anfänglichen Aufsetzen auf den Einschmelzsupport stattfinden.

Ein Beispiel einer Anordnung zur Verringerung der seit­ lichen Bewegung eines Haltestabes ist aus der US-PS 36 09 400 bekannt. Hier ist ein Einschmelzblock vorge­ sehen, der einen Bettungs-Trog enthält, in den der iso­ lierende Haltestab paßt. Die Genauigkeit der Ausrichtung des Haltestabes hängt dabei von der Genauigkeit ab, mit der die Breite der Haltestäbe kontrolliert werden kann. Die gegenwärtig industriell zulässige Breitentoleranz für gepreßte, vielgestaltige Haltestäbe mit Längen bis zu 49 mm beträgt ± 0,254 mm. Eine sekundäre Bearbeitungs­ operation nach dem Ausglühen der Einschmelzung zu deren Entgasen und Einstellung der physikalischen Abmessungen ist zeitraubend, teuer und damit unzweckmäßig. Schließlich ist es aus dem DE-GM 18 07 992 bekannt, in den Haltestäben Bohrungen zur Aufnahme der von den Linsenelektroden seitlich wegragenden Laschen vorzusehen und diese Laschen mit Hilfe von der gegenüberliegenden Seite in die Bohrungen ein­ gebrachten Klebstoffs zu fixieren. Da der zunächst weiche Klebstoff verhindert, daß zwischen den Linsenelektroden und ihren Haltestäben Positionierungsspannungen auftreten, erhält man auf diese Weise ein mechanisch spannungsfreies Elektroden­ system.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Angabe von Maßnahmen, welche bei dem Elektrodenhalterungssystem der eingangs genannten Art größere Breitentoleranzen der Haltestäbe zulassen, ohne daß dadurch die Ausrichtung der Elektroden bei ihrer Verbindung mit den Haltestäben beeinträchtigt wird. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die rückwärtigen Ausrichtvertiefungen in den Haltestäben, die relativ problemlos mit der notwendigen Breitentoleranz ausgebildet werden können, benötigt man die Seitenkanten der Haltestäbe nicht mehr als Bezug für ihre Positionierung beim Einschmelzen, so daß man auf die dort notwendige Präzision verzichten und mit großzügigeren Toleranzen arbeiten kann, ohne beim Zusammenbau des Systems auf Ausrichtgenauigkeit verzichten zu müssen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise geschnittene Ansicht der Vorder­ seite eines Elektronenstrahlsystems mit zwei bekannten Haltestäben;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene, in Richtung der Pfeile 2-2 der Fig. 1 von der Seite gesehene Ansicht des Elektronenstrahlsystems gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Elektronenstrahlsystems mit selbstausrichtenden Haltestäben;

Fig. 4 eine geschnittene Seitenansicht gesehen in Richtung der Pfeile 4-4 der Fig. 3;

Fig. 5 eine Draufsicht eines sich selbstausrichtenden Haltestabes einer Ausführungs­ form der Erfindung und

Fig. 6 eine Stirnansicht in Richtung der Pfeile 6-6 der Fig. 5.

Die Fig. 1 und 2 zeigen die strukturellen Details eines bekannten Elektronenstrahlsystems, das im Hals einer Kathodenstrahlröhre angeordnet ist. Der Aufbau dieses Elektronenstrahlsystems ist ähn­ lich wie der in der US-PS 37 72 554 beschriebene. Die isolierenden Haltestäbe dieser Konstruktion sind konventionell.

Ein verbessertes Elektronenstrahlsystem, das in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, enthält einen evakuierten Glaskolben 11, der bei einer vollständigen Kathodenstrahlröhre (nicht dargestellt) eine rechteckige Frontglaswanne und einen trichterförmigen Kolbenteil mit einstückig angeformtem Hals 13 enthält. Das Ende des Halses 13 wird durch einen angeschmolzenen Glasfuß 15 verschlossen, der von einer Mehrzahl von Leitungen oder Stiften 17 durchsetzt wird. An den Stiften 17 ist außen am Kolben ein Sockel 19 angebracht.

Im Hals 13 ist mittig ein durch Verschmelzungen gehaltertes Zweipotential-Inline-Elektronenstrahlsystem 21 angeordnet, das für die Erzeugung von drei Elektronen­ strahlen ausgelegt ist, die entlang in einer Ebene liegen­ der, konvergierender Wege in einer gemeinsamen longitudinalen Richtung zu einem nicht dargestellten Bildschirm verlaufen. Das Elektronenstrahlsystem enthält zwei Haltestäbe 23 a und 23 b aus Glas, an denen die verschiedenen Elektroden gehaltert sind, so daß eine zusammenhängende Einheit gebildet wird, wie sie in der Technik üblicherweise verwendet wird. Die Elektroden enthalten drei in Querrichtung gleich beabstandete, in einer Ebene liegende Kathoden 25 (je eine zur Erzeugung eines Elektronenstrahls), eine Steuergitterelektrode 27 (auch als G 1 bezeichnet), eine Schirmgitterelektrode 29 (auch als G 2 bezeichnet), eine erste Beschleunigungs- und Fokussierelektrode 31 (auch als G 3 bezeichnet) und eine zweite Beschleunigungs- und Fokussierelektrode 31 (auch als G 4 bezeichnet), auf die ein Abschirmbecher 35 folgt; die Elektroden sind in Längsrichtung in der angegebenen Reihenfolge längs der Stäbe 23 a und 23 b angeordnet. Die ver­ schiedenen Elektroden des Elektronenstrahlsystems 21 sind mit den Stiften 17 entweder direkt oder über Metallstrei­ fen 37 elektrisch verbunden. Das Elektronenstrahlsystem 21 wird auf den Stiften 17 und mit Federfingern 39 am Abschirmbecher 35, welche gegen eine elektrisch leitende innere Beschichtung 41 auf der Innenseite des Halses 13 drücken und diese Kontaktieren, in der gewünschten Lage im Hals 13 gehalten. Die innere Beschichtung 41 er­ streckt sich über die Innenfläche des trichterförmigen Kolbenteils und ist an einem nicht dar­ gestellten Anodenanschluß angeschlossen.

Jeder der beiden Haltestäbe 23 a und 23 b ist ein parallelepipedförmiges Bauteil, das etwa 11 mm breit, etwa 48 mm lang und etwa 4,25 mm dick ist. Die Stäbe 23 a und 23 b werden durch Einpressen eines geeig­ neten Glaspulvers in eine Form gebildet. Nach dem Formen werden sie geglüht oder glasiert, um das Material zu entgasen, die Abmessungen der Haltestäbe zu fixieren und die Haltestäbe zu verfestigen, so daß sie weniger anfällig gegen Splittern oder Springen sind. Die Halte­ stäbe 23 a und 23 b haben jeweils eine Verankerungs­ fläche 45 und eine Einschmelz-Halterungsfläche 47. In die beiden in Längsrichtung verlaufenden Kanten der Haltestäbe, die an die Einschmelz-Halterungsfläche 47 an­ grenzen, sind Fasen oder Abschrägungen von etwa 30° ge­ bildet, z. B. geschliffen, um den nachfolgenden Ein­ schmelzvorgang zu erleichtern. Jede der einzelnen Elek­ troden 25 bis 33 enthält Haltelaschen, die in die Verankerungs­ flächen 45 der Haltestäbe 23 a und 23 b eingeschmolzen werden. In den Einschmelz-Halterungsflächen 47 der Halte­ stäbe 23 a und 23 b werden während des Formungs- oder Preßvorganges mindestens zwei Index- oder Aussichtvertiefungen (Positionierungs- bzw. Orientierungsausnehmungen) 49 und 51 gebildet, die auf der Mittellinie der Längsachse der Halte­ stäbe liegen. Die Ausrichtvertiefungen 49 und 51 haben die gleiche seitliche oder Breitenabmessung. Wenn jedoch eine der beiden Vertiefungen eine andere Abmessung als die andere hat, kann eine eindeutige Orientierung er­ reicht werden.

Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt ist, haben die Ausrichtvertiefungen 49 und 51 in den Stäben 23 a und 23 b eine rechteckige Form und reichen bis zu einer Tiefe von ungefähr 1,5 mm in den Körper der Haltestäbe. Die Ausrichtvertiefungen 49 und 51 sind typischerweise etwa 5 mm lang und etwa 3 mm breit. Wenn die Haltestäbe beim Erhitzen mit den Ausricht­ vertiefungen 49 und 51 der glasierenden Flamme ausgesetzt werden, wird die Geometrie der Ausrichtvertiefungen, die sich beim Pressen ergeben hat, nicht auf die gebrannten oder glasierten Stäbe übertragen. In diesem Falle nehmen die Ausrichtvertiefungen 49 und 51 längs der Haupt- und der Nebenachse der Haltestäbe eine leicht elliptische Form an. Während des Einschmelzvor­ ganges sind die Haltestäbe 23 a und 23 b in der Längs­ richtung wegen der langgestreckten Ausrichtvertie­ fungen 49 und 51 relativ frei beweglich, in seitlicher Richtung jedoch fixiert.

Eine Ausführungsform eines neuen, mit Ausricht­ mitteln in der Halterungsfläche 147 versehenen Haltestabes ist in Fig. 5 darge­ stellt. Dieser Haltestab hat eine erste Ausrichtvertiefung 149 mit einer Längsab­ messung, die größer ist als die Querabmessung, während eine zweite Ausrichtvertiefung 151 kreisförmig ist und damit eine Konfiguration mit minimaler Oberfläche hat. Bei dieser Ausführungsform ist der Halte­ stab während des Einschmelzvorganges sowohl in der Längs­ richtung als auch in der Querrichtung fixiert. Mindestens eine der Index- oder Ausrichtvertiefungen, z. B. die Vertiefung 149, sollte in der Längsrichtung frei be­ weglich sein, so daß keine Toleranzprobleme bezüglich des Abstandes zwischen den Ausrichtvertiefungen 149 und 151 auftreten. Die Ausrichtvertiefung 149 ist typi­ scherweise etwa 5 mm lang und etwa 3 mm breit während die Ausrichtvertiefung 151 einen Durchmesser von etwa 3 mm hat. In einer früheren Ausführungsform der Haltestäbe mit zwei Ausrichtvertiefungen minimaler Fläche, d. h. zwei kreisförmigen Ausnehmungen, wurde festgestellt, daß unge­ fähr 10 bis 30% der Halterungsstäbe nach dem Glasieren ausgemustert werden mußten, da der Abstand zwischen den Ausrichtvertiefungen außerhalb des zulässigen Toleranzbereiches lagen. Bei der vorliegenden Konstruktion mit mindestens einer "freischwimmenden", d. h. in Längsrichtung beweg­ lichen Ausrichtvertiefung besteht dieses Problem bezüglich der Abstände der Vertiefungen nicht.

Um das Elektronenstrahlsystem unter Verwendung der selbstausrichtenden Haltestäbe 23 a und 23 b zusammenzusetzen werden die Elektroden auf einen nicht dargestellten Dorn gesteckt. Die Halte­ stäbe 23 a und 23 b werden auf eine Einschmelzvorrichtung gelegt, die mindestens zwei Einschmelzblöcke mit pyramiden­ stumpfförmigen Orientierungsstiften enthält, die von den Lagerungsflächen der Blöcke vorspringen. Die Index-, Positionierungs- oder Orientierungsstifte ragen in die Ausrichtvertiefungen 49 und 51 der Haltestäbe 23 a und 23 b hinein und beschränken die seitliche Bewegung der Haltestäbe während des Einschmelzvorganges. Dadurch, daß man die Orientierungsstifte auf die Ausrichtvertiefungen 49 und 51 bezieht, die entlang der Mittellinie der Haltestäbe 23 a und 23 b liegen, wird die Ausrichtung der Haltestäbe um den Faktor 2 verbessert, da die Aus­ richtungstoleranz der Ausnehmungen sich gleichmäßig um die Mittellinie verteilt. Die Breitenabmessung des Halte­ stabes ist nicht länger ein Faktor, der die seitliche Abweichung der Stäbe bestimmt. Außerdem sichert die ver­ besserte Präzision, mit der die Haltestäbe in seitlicher Richtung gehaltert werden, daß die Elektroden im System die richtigen Abstände haben und daß die äußeren Kanten der Haltelaschen der Elektroden völlig in die isolierenden Haltestäbe 23 a und 23 b eingebettet und von letzteren umgeben sind, wodurch eine Störung des Elektronen­ strahls verhindert wird.

Die Erfindung wurde oben anhand einer Farbfernsehröhre mit drei längs konvergierender Wege verlaufenden Elektronen­ strahlen beschrieben, selbstverständlich können die sich selbst ausrichtenden isolierenden Haltestäbe auch in je­ dem anderen Elektronenstrahlsystem verwendet werden, bei dem eine genaue Ausrichtung der Haltestäbe erforderlich ist.

Claims (1)

1. Elektrodenhalterungssystem für eine Kathodenstrahl­ röhre mit mindestens einem in Längsrichtung verlaufenden Elektronenstrahlweg mit mindestens zwei längsgestreckten, elektrisch isolierenden Haltestäben mit je einer Einschmelz-Halterungsfläche und einer Ver­ ankerungsfläche, an der mittels Verankerungselementen eine Mehrzahl von Elektroden in gegenseitigem Längs­ abstand verankert ist, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Haltestäbe (23 a, b) in seiner Einschmelz- Halterungsfläche (147) längs seiner in Hauptachsenrich­ tung verlaufenden Mittellinie mindestens zwei Ausricht- Vertiefungen (149, 151) aufweist, von denen mindestens eine (149) in Richtung der Hauptachse länglich und eine andere (151) mit einem minimalen Oberflächenbereich ausgebildet ist.