DE3403536C2 - Elektromagnetische Ablenkeinheit - Google Patents
Elektromagnetische AblenkeinheitInfo
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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).
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