DE3403536C2 - Elektromagnetische Ablenkeinheit - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromagnetische Ablenk­ einheit für eine Fernsehbildröhre, mit zwei ersten Ablenk­ spulen des Satteltyps, welche gemeinsam eine Ablenkwick­ lung, insbesondere eine Vertikalablenkwicklung, bilden und deren elektrisch leitender und mit Klebemittel versehener Windungsdraht unmittelbar auf die Oberfläche von Tragkör­ pern gewickelt ist, wobei die Oberfläche in einer Richtung konkav und in einer dazu senkrechten Richtung konvex verläuft.

Bei der Entwicklung von Bildröhren mit großem maximalen Ablenkwinkel im Bereich des Fernsehempfangs wird es immer schwieriger, elektromagnetische Ablenkeinheiten zu gestal­ ten und herzustellen, die das bzw. die Elektronenbündel auf richtige Weise ablenken, um auf dem zugeordneten Schirm ein gutes Fernsehraster zu schaffen. Eine elektromagnetische Ablenkeinheit enthält normalerweise zwei Paare von Ablenkspulen. Das eine Paar wird zur vertikalen Ablenkung des Elektronenbündels bzw. der Elektronenbündel benutzt, während das andere Paar zur Horizontalablenkung des Bündels bzw. der Bündel benutzt wird. Bildröhren, die eine Bündelablenkung über einen großen Winkel erfordern, insbesondere Farbfernsehröhren mit drei Elektronenbündeln, erfordern Magnetfelder mit einer genau bestimmten Konfiguration oder Feldverteilung sowohl durch die Horizontal- als auch durch die Vertikalablenkspulen zum richtigen Ablenken der Elektronenbündel.

Die Ablenkspulen für die horizontale oder vertikale Ablenkung werden im allgemeinen derart ausgeführt, daß sie um den Hals- und Trichterteil der Kathodenstrahlröhre passen und die Form von sogenannten Sattelwicklungen haben. Die einzelnen Wicklungen werden auf einer Wickel­ maschine automatisch in der angenäherten Form gewickelt. Die Ablenkeinheiten für die Vertikalablenkung können auch vom ringförmigen Typ sein. Im letzten Fall sind sie in der axialen Richtung ringförmig um den weichmagnetischen Jochring der Ablenkeinheit gewickelt.

Aus der US-PS 3,412,354 ist bekannt, den Draht einer Spule, der eine Anzahl von Windungen bildet, die in einer Anzahl von Schichten verlegt sind, mit einem Mantel aus Kontaktklebstoff zu versehen und die Windungen einer jeden möglichen Schicht mit den Windungen der vorangehenden Schicht zu verkleben.

Gemäß der US-PS 3,878,490 wird die Fläche des Tragkörpers einer Toroidspule einer Ablenkeinheit mit einer Kontaktklebeschicht bedeckt, in die die inneren Windungen der Toroidspule eingebettet werden.

In der US-PS 3,111,609 ist ebenfalls das Verkleben von Ablenkspulenwicklungen beschrieben, um das Verdrehen der Spulen zu verhindern.

Aus der GB-PS 1 562 043 ist bekannt, eine Ablenkspule auf die Fläche einer Hohlform zu wickeln, die in einer Richtung konkav und in einer Richtung quer dazu konvex ist.

Das übliche Wickelverfahren für Spulen vom Satteltyp erfolgt in einer zweiteiligen Lehre (siehe US-PS 3,086,562). Der Außenumfang der Öffnung, in die der Draht eingeführt werden muß, liegt nicht in einer Ebene, sondern folgt einer unregelmäßigen Bahn.

Zum Einführen des Drahtes in die Öffnung sind an den beiden Lehrenhälften flügelförmige Teile befestigt. Der Wickeldraht ist mit einer thermoplastischen Haftschicht versehen, wodurch nach dem Winkeln mittels eines Erwärmungs- und Andrückungsvorganges eine selbsttragende Spule erhalten wird.

Aus der JP-OS 57-23451 (Patent Abstracts of Japan E-109, 28. 5. 1982, Bd. 6, Nr. 91) ist ein Verfahren zur Herstellung einer Ablenkeinheit der eingangs genannten Art bekannt, nach dem eine Spule auf den Tragkörper gewickelt wird, wobei der Draht durch die Wickelmaschine geführt und an dis­ kreten Stellen durch die Zufuhr von Klebstoff fixiert wird.

Zum Erhalten einer guten Reproduzierbarkeit der Sattel­ spulen muß u. a. an die Form der Lehren, an die Konstanz des Drahtaußendurchmessers, an die Dicke der thermo­ plastischen Haftschicht, an die Glätte des Drahts, an die Erweichungstemperatur der Haftschicht, an die Draht­ spannung beim Wickelvorgang, an die Temperatur der Lehre beim Wickelvorgang und an die Wickelgeschwindigkeit größte Sorgfalt gestellt werden.

Toleranzen in obigen Parametern, aber auch das Entstehen eines wilden Wickelvorgangs und unkontrollierten Abgleitens des Drahts von den Flügeln der Lehre haben bisher eine gute Reproduzierbarkeit verhindert. Dies gilt insbesondere, wenn es sich um Spulen handelt, die in bezug auf ihre Wickelhöhe verhältnismäßig kurz und deren aktive Teile (die Flanken) gekrümmt sind. Eine gute Reproduzier­ barkeit wird erreicht, wenn bei allen Spulen einer Serie von Ablenkeinheiten jede Windung mit der gleichen Reihen­ folgenzahl an genau derselben Stelle liegt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ablenk­ einheit zu schaffen, bei der Toleranzen in einem oder mehreren der genannten Parameter bei der zu erhaltenden Reproduzierbarkeit keine Rolle mehr spielen.

Diese Aufgabe wird bei einer Ablenkeinheit der eingangs erwähnten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Ablenkspulen auf die Außenfläche eines einstückigen, hohlen und dünnwandigen Tragkörpers gewickelt sind, daß die äußere Fläche des Tragkörpers mit einem Kontaktkleber beschichtet ist, daß der Windungsdraht der Ablenk­ spulen auf der gesamten Länge und über den gesamten Umfang mit Kontaktkleber beschichtet ist, daß die ersten Windungen der Ablenkspulen unmittelbar mit der Außenfläche des Tragkörpers verklebt und gegebenenfalls weitere Windungen mit darunterliegenden Windungen verklebt sind.

Das Verlegen jedes Punktes jeder Windung an der erforder­ lichen Stelle läßt sich dadurch erreichen, daß der Trag­ körper als Hälfte der beim herkömmlichen Wickelverfahren üblichen Lehre ausgeführt ist, wodurch es möglich ist, den Draht parallel mit der Wicklungsachse zuzuführen und mit einer Drahtführung an der entsprechenden Stelle anzu­ drücken. Letzteres ist dadurch verwirklichbar, daß die Drahtführung nach einem für jede Windung getrennten bestimmten Programm in bezug auf den Tragkörper bewegt wird. Wichtig dabei ist, daß das Festsetzen des Drahtes an der Stelle, an der er verlegt ist, mit Hilfe des Kontakt­ klebstoffes sofort erfolgt, um eine gute Wickelgeschwin­ digkeit erreichen zu können.

Der Tragkörper kann beispielsweise aus Kunststoff bestehen. Der Tragkörper wird mit möglichen Referenzlöchern oder Referenznocken zusammen mit den darauf gewickelten Ablenkspulen als eine Einheit an der richtigen Stelle auf der Bildröhre montiert. Dies bietet folgende Vorteile:

• 1. Es ist eine große Reproduzierbarkeit gewährleistet;
• 2. die Spule und der Tragkörper bilden eine Einheit und lassen sich als solche leicht und präzise montieren;
• 3. durch die universelle Steuerung können die Drähte an Heftstiften am Tragkörper selbst angeheftet sein;
• 4. die Bedingung der Erwärmung der Lehre entfällt und damit der heutige schwierige Wärmehaushalt in der Wickellehre;
• 5. Änderungen der Spule lassen sich schnell ausprobieren, ohne daß es erforderlich ist, dafür Lehren anzu­ fertigen oder ändern zu lassen, sondern nur durch Änderung im Computerprogramm;
• 6. die Folge von Spulenänderungen ist nicht mehr die Herstellung und das Trimmen neuer Lehren, sondern einfach das Weiterleiten des bereits angefertigten Lochbandes der neuen Spule.

Vorzugsweise wird bei der Horizontalablenkwicklung Draht­ windung für Drahtwindung heftend auf einen Tragkörper angebracht. Die Vertikalablenkwicklung kann auf verschie­ dene Weise ausgeführt sein. Sie kann z. B. auf einem ring­ förmigen Kern aus weichmagnetischem Material, der koaxial um den Tragkörper mit der Horizontalablenkwicklung angeordnet ist, ringförmig gewickelt sein. Sie kann auch auf andere Weise wie die Horizontalablenkwicklung vom Satteltyp und an die Fläche eines einstückigen, hohlen, dünnwandigen Tragkörpers gewickelt sein. Dieser Tragkörper kann, insbesondere wenn die Horizontalablenkwicklung aus einer geringen Anzahl von Windungsschichten aufgebaut ist, die gleiche Form wie der Tragkörper der Horizontalablenk­ wicklung haben, wobei zwei weitere Ablenkspulen, deren Feldachse um 90° gegen die Feldachse der ersten Ablenkspule gedreht ist, und welche insbesondere eine Horizontalablenkwicklung bilden, unmittelbar über die ersten Ablenkspulen gewickelt sind. Auch kann ein zweiter Tragkörper koaxial um den ersten Tragkörper angeordnet werden.

Da die Drähte der Spulen spannungsfrei und an der gewünschten Stelle verlegt werden können, kann die Dicke der Wand der Kunststofftragkörper sehr gering sein, beispiels­ weise 1 mm. Dies steht im Gegensatz zu den herkömmlichen Ablenkeinheiten, welche Spulenträger mit verhältnismäßig dicken Wänden erfordern, um die Kräfte auszuhalten, die bei der Montage der zuvor gewickelten und in ihre Form gepreßten, relativ starren Spulen auftreten.

Die erfindungsgemäße Ablenkeinheit ermöglicht es außerdem, Ablenkspulen des Satteltyps zu verwirklichen, deren Windungen ein Fenster mit zwei vorwiegend axial verlaufenden Seiten definieren, die an ihren Enden durch aus der Oberfläche des Tragkörpers wegragende Seiten verbunden sind, wobei die im wesentlichen axial verlaufenden Seiten einen einander zugewandten Knick aufweisen. Spulen mit axialen Seiten mit einem einander zugewandten Knick, der nachstehend weiter erläutert wird, waren bisher mit den herkömmlichen Wickeltechniken nicht verwirklichbar. Derartige Spulen werden insbesondere als Ablenkspulen für die Vertikalablenkwicklung eingesetzt.

Die Ablenkeinheit nach der Erfindung ermöglicht die Verwirklichung weiterer bisher nicht verwirklichbarer Ablenkspulen, wie beispielsweise Spulen, bei denen die Windungen der zwei Ablenkspulen einer Ablenkwicklung eine erste und zweite Wicklung mit gleichem Wickelsinn bilden, die zwischeneinander ein Gebiet freilassen, das von einander gegenüberliegenden Wicklungssegmenten mit entgegengesetztem Wickelsinn begrenzt wird.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nach­ stehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch einen Querschnitt durch eine auf einer Kathodenstrahlröhre angeordnete elektromagnetischen Ablenkeinheit,

Fig. 2a eine Ansicht eines hohlen Tragkörpers in Perspek­ tive mit zwei direkt auf die Außenfläche gewickelten Ablenkspulen,

Fig. 2b schematisch ein Wickelmuster einer Ablenkspule für eine Ablenkeinheit nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 3 eine Vorrichtung, mit der ein Draht einer Ablenk­ spule mit einem Klebstoffmantel versehen werden kann,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer geführten Vorrichtung, mit der ein Draht gesteuert auf einer Oberfläche verlegt werden kann,

Fig. 5 ein Ausschnitt der Vorrichtung nach Fig. 4.

In Fig. 1 ist im Querschnitt entlang der y-z-Ebene eine Bildröhre 1 mit einem Kolben 6 dargestellt, der einen schmalen Hals 2, in dem ein Elektronenstrahlerzeugungs­ system 3 montiert ist, einen Konus 4 und einen Bild­ schirm 5 aufweist. Beim Übergang vom Hals 2 zum Konus 4 ist eine Ablenkeinheit 7 montiert. Diese Ablenkeinheit 7 enthält einen hohlen Tragkörper 8 aus Kunststoff. An der Außenseite des Tragkörpers 8 befindet sich ein Ablenk­ spulensatz 11, 11′ zum Erzeugen eines horizontalen Ablenk­ feldes. Um den Ablenkspulensatz 11, 11′ herum liegt ein von einem Kunststofftragkörper 12 getragener Ablenkspulen­ satz 13, 13′ zum Erzeugen eines vertikalen Ablenkfeldes. Die Ablenkspulensätze 11, 11′ und 13, 13′ sind von einem Ringkern 14 aus weichmagnetischem Material umgeben. Die einzelnen Ablenkspulen der Ablenkspulensätze 11, 11′ und 13, 13′ sind vom sog. Satteltyp. Sie sind derart direkt auf ihren jeweiligen Tragkörper gewickelt und fixiert, daß sie Ablenkfelder erzeugen, die den gestellten Bedingungen entsprechen. In einem bestimmten Fall könnten die Ablenk­ spulen 11, 11′ aus einer geringen Anzahl, beispielsweise fünf, benachbarter Windungen in einer Schicht bestehen.

Auf einer derart geringen Anzahl von Windungen muß nur eine dünne Kunststoffschicht angebracht werden, die einen Untergrund für das Anbringen der Ablenkspulen 13 und 13′ bildet. Der Tragkörper 12 kann in diesem Fall weggelassen werden.

In Fig. 2a ist in Perspektive der hohle Tragkörper 12 der Ablenkeinheit 7 nach Fig. 1 dargestellt. Die Drahtwin­ dungen der Ablenkspulen 13 und 13′ sind direkt auf die Außenfläche dieses Tragkörpers 12 gewickelt und fixiert.

Hierzu ist die Außenfläche des Tragkörpers 12 mit einem Kontaktklebstoff versehen und sind auch die Drähte selbst mit einer Kontaktklebschicht bedeckt. Der Tragkörper 12 hat ein zylindrisches rückwärtiges Ende 9 und ein sich allmählich aufweitendes vorderes Ende 10.

Fig. 3 zeigt eine Vorrichtung, mit der ein Draht 15 von einer Kontaktklebstoffschicht umgeben werden kann. Der Draht 15 wird von einer Vorratshaspel 16 zugeführt. Zum Entfernen von Verunreinigungen, wie Paraffin, wird der Draht 15 zwischen zwei Filzen 17 hindurchgezogen, die mit Waschbenzin getränkt sind. Der saubere Draht 15 geht durch einen Drahtkraftgeber 18 weiter und dann durch einen Klebstoffbehälter 19, in dem mit Hilfe einer Dosier­ öffnung 20 eine konzentrische Schicht um den Draht 15 angebracht wird. Schließlich passiert der Draht 15 eine Trockenstation 21, beispielsweise ein Rohr, durch das Warmluft geblasen wird.

Zum Anbringen des Drahtes 15 auf einer Oberfläche, die in einer Richtung konkav und in der Richtung quer dazu konvex ist, wie die Außenfläche des Tragkörpers 12, kann eine Führungsvorrichtung 22 (Fig. 4) oder ein Wickelfinger benutzt werden. Ein wesentlicher Teil der Vorrichtung 22 ist ein Schwenkrad 23, um das der Draht 15 abläuft. Eine Feder 24 sorgt dafür, daß der Draht 15 mit einer konstanten Kraft an den Untergrund 25 gedrückt wird. Die Vorrichtung 22 ist derart steuerbar, daß beim Verlegen des Drahts 15, was mit einer niedrigen Drahtspannung erfolgen kann, die Schwenkachse des Schwenkrades 23 immer senkrecht auf dem Untergrund 25 steht. Auf dem Untergrund 25 ist eine Kontaktklebeschicht 26 mit einer Dicke von beispielsweise 0,015 mm angebracht, die vor dem Verlegen des Drahtes 15, der selbst von einem Mantel aus Kontaktklebstoff mit einer Dicke von beispielsweise 0,01 mm umgeben ist, getrocknet ist.

Aus Fig. 5 ist ersichtlich, daß mit Hilfe des Schwenkrades 23 eine Anzahl von Windungen des Drahtes 15 nebeneinander und übereinander verlegt ist.

Zur Fig. 2a sei noch bemerkt, daß das Wickelmuster des Drahtes, aus dem die Ablenkspulen 13 und 13′ gebildet sind, derart ist, daß ein Fenster 27 von zwei axial verlaufenden Strängen 28 und 29 eingeschlossen wird, die an ihren Enden durch von der Oberfläche des Tragkörpers 12 wegragende Abschlußstränge 30 und 31 verbunden sind, wobei die axial verlaufenden Teile 28 und 29 einen einander zugewandten Knick aufweisen. Die Folge dieser Formgebung ist, daß der Vertikal­ ablenkspulensatz 13 und 13′ bei Erregung ein Ablenkfeld erzeugt, das im Bereich der einander zugewandten Knicke der Ablenkspulen 13 und 13′ eine verstärkte tonnenförmige Ver­ teilung hat. Der Wert des die Tonnenverteilung bewirkenden Sechspolfeldes kann bei den beschriebenen Ablenkwicklungen derart eingestellt werden, daß eine größere Streuung als bei herkömmlichen Ablenkwicklungen zulässig ist, was zu einem geringeren Fertigungsausfall führt.

In Fig. 2b ist ein Wickelmuster mit einem Draht 32 dargestellt, das eine Alternative für das Wickelmuster des Drahtes in Fig. 2a bietet. Auch hier wird eine Tonnen­ verteilung des Vertikalablenkfelds im Mittelbereich ange­ strebt. Dies wird durch derartiges Verlegen des Drahtes erreicht, daß im Mittelbereich Windungen 33 und 34 mit entgegengesetztem Wickelsinn einander zugewandt sind.

Claims (4)

1. Elektromagnetische Ablenkeinheit für eine Fernseh­ bildröhre, mit zwei ersten Ablenkspulen des Satteltyps, welche gemeinsam eine Ablenkwicklung, insbesondere eine Vertikalablenkwicklung, bilden und deren elektrisch leitender und mit Klebemittel versehener Windungsdraht unmittelbar auf die Oberfläche von Tragkörpern gewickelt ist, wobei die Oberfläche in einer Richtung konkav und in einer dazu senkrechten Richtung konvex verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkspulen (13, 13′) auf die Außenfläche eines einstückigen, hohlen und dünn­ wandigen Tragkörpers (8, 12) gewickelt sind, daß die äußere Fläche des Tragkörpers (8, 12) mit einem Kontakt­ kleber beschichtet ist, daß der Windungsdraht der Ablenk­ spulen (13, 13′) auf der gesamten Länge und über den gesamten Umfang mit Kontaktkleber beschichtet ist, daß die ersten Windungen der Ablenkspulen unmittelbar mit der Außenfläche des Tragkörpers (8, 12) verklebt und gegebenenfalls weitere Windungen mit darunterliegenden Windungen verklebt sind.

2. Elektromagnetische Ablenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei weitere Ablenkspulen, deren Feldachse um 90° gegen die Feldachse der ersten Ablenkspulen gedreht ist, und welche insbesondere eine Horizontalablenkwicklung bilden, unmittelbar über die ersten Ablenkspulen gewickelt sind.

3. Elektromagnetische Ablenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Ablenkspulen (13, 13′), insbesondere die der Vertikalablenkwicklung, jeweils ein Fenster (27) mit zwei im wesentlichen axial verlaufen­ den Seiten (28, 29) bilden, welche an ihren Enden mit von der Oberfläche des Tragkörpers (12) wegragenden Seiten (30, 31) verbunden sind, wobei die im wesentlichen axial verlaufenden Seiten einander zugewandte Knicke aufweisen (Fig. 2a).

4. Elektromagnetische Ablenkeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Windungen der zwei Ablenk­ spulen einer Ablenkwicklung eine erste und eine zweite Wicklung mit gleichem Wickelsinn bilden, die zwischen­ einander ein Gebiet freilassen, das von einander gegenüberliegenden Wicklungssegmenten (33, 34) mit ent­ gegengesetztem Wickelsinn begrenzt wird (Fig. 2b).