DE3426348A1 - Ablenkspulenanordnung und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

Ru* 79456 Dr.v.B/Schä/19
AT: 18. Juli 1983
Ser. No. 514,988

RCA Corporation,
New York, N.Y., V.St.v.A.

Ablenkspulenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ablenkspulenanordnung für Fernsehgeräte und insbesondere eine Vertikalablenkspulenwicklung, die sich ohne Drahtpositionierhilfen herstellen läßt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung solcher Ablenkspulenanordnungen.

Moderne Farbfernsehempfänger enthalten selbstkonvergierende Bildwiedergabeeinrichtungen, bei denen ein Rot strahl, ein Grünstrahl und ein Blaustrahl in einer Farbbildröhre an allen Punkten des Bildschirms der Röhre ohne Hilfe dynamischer Konvergenzschaltungen konvergent gehalten werden. Die Ablenkspulenanordnung,

welche die Elektronenstrahlen in dem gewünschten
Raster über den Bildschirm der Bildröhre ablenkt,
erzeugt Ablenkfelder, die gleichzeitig die Elektronenstrahlen zur Konvergenz bringen. Die Ablenkfelder sind im Strahlablenkbereich ungleichförmig und die räumlich getrennten Elektronenstrahlen können daher zu einer vorgegebenen Zeit unterschiedlichen Ablenkfeldern ausgesetzt werden, die die gewünschte Konvergenz der Strahlen auf dem Röhrenbildschirm bewirken. Insbesondere sollen für eine ordnungsgemäße Konvergenz die Horizontalablenkspulen ein Ablenkfeld, das in Richtung der Röhrenlängsachse gesehen kissenförmig ist, und die Vertikalablenkspulen ein Ablenkfeld, das in Richtung der Röhrenachse gesehen tonnenförmig ist, erzeugen.

Die Vertikalablenkspulen können durch Windungen eines Drahtes gebildet werden, der durch den Flyer einer Wickelmaschine toroidförmig auf einen magnetisch permeablen Ferritkern gewickelt wird. Die gewünschte Ungleichförmigkeit des Ablenkfeldes wird dadurch erreicht, daß man die Ablenkspulen in mehreren Lagen wickelt, welche unterschiedliche .Wicklungswinkel oder bogenförmige Bereiche auf dem Toroidkern einnehmen. Nachdem eine vorgegebene Windungslage auf den Kern gewickelt worden ist, wird der Draht zu seinem Anfangspunkt zurückgeführt und die nächste Lage von Drahtwindungen gewickelt. Das Zurückführen des Drahtes zum Anfangspunkt kann auf direktem Wege durch "Rückschlag" erfolgen, wobei der Rückleiter als Querwicklung auf einem im wesentlichen direkten Wege längs der Außenseite des Kerns zurückläuft, oder durch Rückwickeln, bei dem der Rückleiter als Spreizwicklung mehr allmählich auf einem wendeiförmigen Weg um den Toroidkern zurückgeführt wird.

Die abrupte Änderung der Wickelrichtung beim Rückschlagverfahren kann zur Folge haben, daß die Windungen in der Nähe des Endes der gewickelten Lage abrutschen oder aus ihrer Lage herausgezogen werden. Bei Ablenkspulenanordnungen, die mit dem Rückschlagverfahren gewickelt werden, kann daher die Verwendung von sogenannten Rückschlagbändern oder -streifen, die an den Enden des Kerns angeordnet sind und Nuten oder Nasen enthalten, um die Drahtwindungen an ihrem Platz zu halten oder die Verwendung von Klebstoff oder dergl., wie Heißkleber, um die Endwindungen einer Spulenwicklungslage an Ort und Stelle zu halten, erforderlich sein. Die Verwendung von Rückschlagbändern erhöht die Kosten der Ablenkspulenanordnung erheblich während die Verwendung von Kleber die Herstellung umständlicher macht und die für die Herstellung einer Ablenkspulenanordnung erforderliche Zeit erhöht.

Beim wendeiförmigen Rückwickeln kann die Ablenkspulenanordnung zwar ohne die oben erwähnten Einschränkungen hergestellt werden, andererseits können hier die an der Innenseite des Kerns im aktiven Ablenkbereich verlaufende Teil des wendeiförmigen Rückleiters Störfelder erzeugen, die die Funktion der Ablenkspulenanordnung beeinträchtigen.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Ablenkspulenanordnung anzugeben, die mit dem Rückschlagverfahren hergestellt werden kann, ohne daß Rückschlagbänder oder Kleber zur Halterung der Drahtwindungen erforderlich sind.

Eine Ablenkspulenanordnung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält einen magnetisch

permeablen Kern und eine auf diesen toroidförmig gewickelte Ablenkspule. Die Ablenkspule enthält eine erste Wicklungsbettung mit einer Mehrzahl von Drahtwindungen, die einen Bogenbereich auf dem Kern einnehmen. Nach der ersten Wicklungsbettung wird mindestens eine zusätzliche. Wicklungsbettung gewickelt, die eine Mehrzahl von Windungen enthält, die sich auf der ersten Wicklungsbettung befinden. Mindestens eine Drahtwindung der zusätzlichen Windungsbettung reicht über das Ende der ersten Windungsbettung hinaus und liegt auf dem gleichen Niveau wie deren Drahtwindungen, so daß eine seitliche Verlagerung dieser Drahtwindung durch die erste Wicklungsbettung verhindert wird.

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

Es zeigen:

Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer Fernseh-Ablenkspulenanordnung;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Vertikalablenkspule, die durch ein bekanntes Rückschlagwicklungsverfahren gewickelt worden ist;

Fig. 3 eine geschnittene Stirnansicht eines Teiles einer bekannten Vertikalablenkspule;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer bekannten Vertikalablenkspule, die durch ein bekanntes Wendelrückwicklungsverfahren hergestellt wurde;

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Windungsverteilung einer Vertikalablenkspule gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 eine geschnittene Stirnansicht eines Teiles einer Vertikalablenkspule gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 die Darstellung der Wicklungslagenverteilung einer Vertikalablenkspule gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 7A eine vergrößerte Ansicht eines Teiles der Wicklung der in Fig. 7 dargestellten Ablenkspule.

Fig. 1 zeigt eine Ablenkspulenanordnung 10 mit zwei Vertikalablenkspulen 11, die toroidförmig auf einen magnetisch permeablen ring- oder toroidförmigen Kern 12 gewickelt sind, und mit zwei sattelförmig gewickelten Horizontalablenkspulen 13. Die Vertikal- und Horizontalablenkspulen sind durch einen Isolator 14 aus Kunststoff elektrisch und physisch getrennt, der eine nicht näher , dargestellte Halterungs- und Justieranordnung für die Spulen und den Kern bilden kann.

Die toroidförmig gewickelten Vertikalablenkspulen enthalten eine Mehrzahl von Wicklungslagen auf beiden Hälften des Magnetkernes. Die einzelnen Wicklungslagen nehmen unterschiedliche Wicklungswinkel oder Bogenbereiche auf dem Kern ein, damit das durch die Ablenkspulen erzeugte Ablenkfeld den gewünschten Grad von Ungleichförmigkeit hat, der zum Konvergieren der Elektronenstrahlen erforderlich ist. Das Wickeln der Spulen auf den jeweiligen Kernhälften erfolgt in fortlaufender Weise, wobei eine Bettung oder Lage vollständig gewickelt wird, bevor die nächste Lage begonnen wird.

Es ist bekannt, daß der Wicklungsleiter zum Anfangspunkt für die nächste Wicklungslage im wesentlichen auf zwei verschiedene Weisen zurückgeführt werden kann. Eine Möglichkeit, die als RUckschlagverfahren bezeichnet werden soll, ist in Fig. 2 dargestellt; hier folgt der RUckleiter 15 einem im wesentlichen direkten Weg in Richtung des Pfeiles 17 längs der Außenseite des Kerns vom Ende einer in Richtung des Pfeiles 16 gewickelten Windungslage zum Anfang der nächsten Windungslage. Die abrupte Änderung der Richtung des Drahtes am Anfang jeder Windungslage hat zur Folge, daß die anfänglichen Windungen der Windungslage verrutschen oder seitlich längs der Kernoberfläche verlagert werden, wenn man nicht ein Rückschlagband 50 vorsieht. Das Rückschlagband 50 enthält einen oder mehrere radial vorspringende Laschen oder Nasen 51, um die der Draht geführt wird.

Der Grund dafür, daß die ersten Drahtwindungen zum rutschen neigen, ist aus Fig. 3 ersichtlich, in der der Pfeil 18 die Wicklungsrichtung der Drahtwindungen der jeweiligen Wicklungslagen zeigt. Fig. 3 gilt für ein bekanntes Wicklungsverfahren, bei dem eine schematisch im Querschnitt dargestellte Wicklungslage 20 nach dem sogenannten Rückschlagverfahren toroidförmig auf einen Kern 21 gewickelt wird. Auf der Außenseite des Kerns 21 und der Wicklungslage 20 ist eine RUckschlagwindung 19 dargestellt. Auf eine Anfangswindung 22 der folgenden Wicklungslage wirkt eine durch einen Pfeil 23 dargestellte Kraft, die die Drahtwindung in unerwünschter Weise zu verlagern strebt. Wegen dieser Neigung der Anfangswindung oder -windungen jeder folgenden Lage sich zu bewegen oder verlagert zu werden, was unerwünschte Änderungen des Ablenkfeldes zur Folge haben kann, können Spulen, die mit

dem Rückschlagverfahren gewickelt werden, zusätzliche Strukturen, wie Ablenkjoch-Endringe oder Rückschlagbänder (nicht dargestellt) erfordern, die Nuten oder Kanäle für die Drahtwindungen oder vorspringende Pfosten oder Nasen bilden, um die die Wicklungswindungen geführt werden können, um sie in ihrer Lage zu halten. Diese zusätzlichen Strukturen erhöhen die Kosten der Ablenkspulenanordnung und machen ihre Herstellung komplizierter.

Alternativ können die Ablenkspulen nach einem Verfahren gewickelt werden, welches als Spiral- oder Wendelrückführungsverfahren bekannt und in Fig. 4 schematisch dargestellt ist. Der Pfeil 24 gibt die Richtung an, in der die Wicklungslagen gewickelt werden. Die Pfeile 25 bezeichnen den Weg, den die jeweilige Rückleiterwindung 26 nimmt, um den Punkt zu erreichen, an dem die nächste Windungslage beginnt. Die Rückleiterwindung 26 beschreibt einen toroidförmigen oder wendeiförmigen Weg mit großem Windungsabstand, der den Kern mehrmals umläuft. Wie ersichtlich, ist die Änderung der Drahtrichtung am Anfang jeder Wicklungslage beim Wendelrückwicklungsverfahren wesentlich weniger abrupt als beim Rückschlagverfahren. Spulen, die nach dem Wendelrückwicklungsverfahren gewickelt werden, also bei denen der Rückleiter eine Spreizwicklung bildet, brauchen daher keine Anordnungen zum Positionieren des Drahtes wie Kernendringe. Da jedoch bei einer wendelrückgewickelten Spule Teile der Rückleiterwicklung auf der Innenseite, d.h. im aktiven Bereich des Kernes liegen, können im Ablenkfeld unerwünschte Oberwellen entstehen, die störende Einschwingvorgänge des Ablenkstromes zur Folge haben.

In Fig. 5 ist schematisch die Windungsverteilung einer erfindungsgemäßen Ablenkspule dargestellt j welche die

Form eines kopfstehenden Pyramidenstumpfes hat. Die Ablenkspule enthält eine Mehrzahl von Bettungen oder Windungslagen 30, 31, 32 und 33, die mittels eines Rückschlag-Wicklungsverfahrens toroidförmig auf einen ringförmigen Kern 34 gewickelt sind, ohne daß hierfür eine zusätzliche Drahthalterungs- und Drahtpositionierungsstruktur erforderlich ist. Die aufeinanderfolgenden Wicklungs- oder Windungslagen 30, 31 , 32 und 33 der Ablenkspule nehmen progressiv größere Wicklungswinkel oder Winkelbereiche auf dem Kern ein, wie schematisch dargestellt ist. Die Windungslage 31 nimmt also einen größeren Winkelbereich ein als die Windungslage 30. In entsprechender Weise nehmen die Windungslagen 32 und 33 zunehmend größere Winkelbereiche ein. Ein Beispiel für die Anzahl der Drahtwindungen in den einzelnen Windungslagen ist aus den in Fig. 5 angegebenen Windungsnummern ersichtlich, selbstverständlich können auch andere Windungszahlen und -Verteilungen verwendet werden.

Die Bettung oder Windungslage 30 ist auf die Oberfläche des Kerns 34 gewickelt. Die Windungslage 31 ist über die Windungslage 30 gewickelt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, reichen jedoch einige Windungen an jedem Ende der Windungslage 31 über die Enden der Windungslage 30 hinaus. Diese Windungen werden durch den vom Flyer der Wickelmaschine ausgeübten Zug in Richtung der Pfeile 35 gegen den Kern 34 gezogen. Die Windungen an den Enden der Windungslage 31 werden daher auf der Oberfläche des Kerns 34 liegen, während der Rest der Windungslage 31 sich auf der Windungslage 30 befindet. In entsprechender Weise werden einige Windungen an jedem Ende der Windungslagen 32 und 33 durch den Flyer der Wickelmaschine in Richtung der Pfeile 36 und 37 gegen den Kern 34 gezogen.

Es wurde oben bereits erwähnt, daß die Änderung der Wickelrichtung bei Beginn einer neuen Wicklungslage nach dem Rückschlag oder Rückschießen des Drahtes längs der Außenseite der vorher aufgebrachten Windungslage dazu neigt, die ersten Drahtwindungen der nächstfolgenden Windungslage in Querrichtung oder seitlich zu verlagern.■ Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, kann bei der in Fig. 5 dargestellten Ablenkspule keine solche Verlagerung von Drahtwindungen eintreten. Fig. 6 zeigt schematisch die Windungslage 30, die toroidförmig auf dem Kern 34 gewickelt worden ist. Eine im wesentlichen quer verlaufende Rückschlagwindung 39, die nach dem Aufwickeln der Windungslage 30 aufgebracht wird, ist im Querschnitt dargestellt. Die Richtung des Drahtes dieser Windung ist durch einen Pfeil 40 dargestellt. Die Anfangswindung 41 der Windungslage 31 (Fig. 5) liegt auf der Oberfläche des Kerns 34. Die Kraft, die dazu strebt, die Anfangswindung 41 in seitlicher oder Querrichtung zu verlagern und die durch einen Pfeil 42 dargestellt ist, kann jedoch keine Verlagerung der Anfangswindung 41 bewirken, da die* Windungslage 30 ein Hindernis für jede solche Bewegung des Drahtes der Anfangswindung 41 darstellt. Die Anfangswindungen der folgenden Windungslagen 32 und 33 werden durch das Vorhandensein der vorher gewickelten Windungslagen ebenfalls daran gehindert, sich zu bewegen oder zu verlagern. Dadurch, daß man die Windungslagen der Spule mit progressiv größeren Windungswinkeln oder -breiten wickelt, werden die Anfangswindungen jeder Windungslage' durch die vorangehende Windungslage wirkungsvoll an Ort und Stelle verankert.

Fig. 7 zeigt eine gemäß der Erfindung gewickelte Spule 43. Die progressiv zunehmenden Wicklungswinkel von Windungslagen 44, 45, 46 und 47 sind durch die mit Θ44,-

045, 046 und 047 bezeichneten Winkel dargestellt. Die anfänglichen Wicklungswindungen jeder Windungslage sind mit 44a, 45a, 46a bzw. 47a bezeichnet. Die Endwindungen sind in entsprechender Weise mit 44b, 45b, 46b bzw. 47b bezeichnet. Pfeile 144, 145, 146 bzw. 147 in Fig. 7a zeigen generell die Konturen der verschiedenen Bettungen oder Windungslagen 44, 45, 46 bzw. 47. Es ist ersichtlich, daß die Drahtwindungen einer vorgegebenen Windungslage unterschiedliche Windungsniveaus oder Höhen bezüglich der Kernoberfläche einnehmen. Beispielsweise nehmen die Drahtwindungen der Windungslage 47 vier verschiedene Windungsniveaus ein.

GewUnschtenfalls kann auf die Kernoberfläche vor dem Wickeln ein Kleber aufgebracht werden, um die Fixierung der Drahtwindungen zu unterstützen, dies ist jedoch nicht notwendig. Die Erfindung ist von Vorteil sowohl bei .Spulen, bei denen die inneren, aktiven Windungsabschnitte in achsparallelen Ebenen liegen ("radiale Konfiguration") als auch bei Spulen, bei denen die inneren aktiven Wiiidungsabschnit te schräg zu den achsparallelen Ebenen verlaufen ("vorgespannter Konfiguration").

Ablonkspulen, die nach dem oben beschriebenen "invertierten Pyramiden-Verfahren" hergestellt wurden, liefern im wesentlichen die gleichen Ablenkfelder wie Ablenkspulen, die mit konventionellen Wickelverfahren hergestellt wurden, sie benötigen jedoch keine Drahtpositionierhilfen .

Claims (8)

1. TELEFON (089! 47O6O06

   TELEX 622 638

   TELEGRAMM SOMBEZ

   FAX CR Il + III (089) 3716063

   RCA 79456 Dr.v.B/Schä/19
   AT: 18. Juli 1983
   Ser. No. 514,988

   RCA Corporation, ■ New York, N.Y., V.St.v.A.

   Ablenkspulenanordnung und Verfahren zu deren Herstellung

   Patentansprüche

   fy. Ablenkspulenanordnung mit einem magnetisch permeablen Kern und mindestens einer toroidförrnig auf den Kern gewickelten Ablenkspule, die eine erste Windungslage mit einer Vielzahl von Drahtwindungen, die einen ersten Winkelbereich auf dem Kern einnehmen und mindestens eine weitere Windungslage, die nach der ersten Windungslage gewickelt ist und eine Mehrzahl von Drahtwindungen, die auf der ersten Windungslage liegen, aufweist, enthält,
   dadurch gekennzeichnet, daß

   mindestens eine Drahtwindung (41) der weiteren Windungslage (31) über das Ende der ersten Windungslage (30) hinausreicht und auf derselben Höhe wie deren Drahtwin-

   düngen liegt, so daß eine seitliche Verlagerung der über die erste Windungslage hinausreichenden Drahtwindung durch das Vorhandensein der ersten Windungslage (30) verhindert wird.
2. 2. Ablenkspulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß der Rückleiter (39) zwischen der ersten Windungslage (30) und der weiteren Windungslage (31) längs eines im wesentlichen direkten Weges längs der Außenseite des Kerns (12) verläuft ohne sich in die Innenseite des Kerns zu erstrecken.
3. 3. Ablenkspulenanordnung mit einem magnetisch permeablen Kern und mindestens einer toroidförmig auf den Kern gewickelten Ablenkspule, die mehrere Windungslagen enthält, die jeweils eine Anzahl von Drahtwindungen enthalten und von Lage zu Lage übereinander gewickelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (045), den eine nachfolgende Windungslage (45) einnimmt, größer ist als der Winkel (Θ44), den die vorangehende Windungslage (44) einnimmt.
4. 4. Verfahren zum Herstellen einer Spule einer Ablenkspulenanordnung, bei welchem ein Draht toroidförmig um einen magnetisch permeablen Kern gewickelt wird, in dem eine Mehrzahl von Drahtwindungen einer ersten Windungslage von einer ersten Windungsposition an der Innenseite des Kerns über einen ersten Winkelbereich bis zu einer zweiten Windungsposition an der Innenseite des Kerns gewickelt wird, der Draht zum Wickeln einer folgenden Windungslage längs der Außenseite des Kerns von der zweiten Windungsposition über die erste Windungsposition hinaus zurückgeführt wird, um die zweite Windungslage mit einer Mehrzahl von Drahtwindungen toroidförmig um den Kern gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der

   Draht (39) längs der Außenseite des Kerns (12) zu einer dritten Windungsposition über die erste Windungsposition hinaus zurückgeführt wird, um zu ermöglichen, daß die erste Windung der folgenden Windungslage (45) auf die gleiche Höhe wie die erste Windung der ersten Windungslage (44) zu bringen, wobei die zweite Windungslage einen zweiten Winkelbereich einnimmt.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die folgende Windungslage (45) mit der ersten Windungslage (44) eine Anordnung ähnlich einer kopfstehenden Pyramide bildet.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Windungslage (45) in einen zweiten Winkelbereich (Θ45) gewickelt wird, der größer ist als der erste Winkelbereich (944) und an einer vierten Windungsposition außerhalb der zweiten Windungsposition endet, daß der Draht längs der Außenseite des Kerns (12) von der vierten Windungsposition zu einer fünften Windungsposition über die dritte Windungsposition hinaus zurückgeführt wird, so daß die erste Windung einer dritten Windungslage (46) auf der gleichen Höhe wie die ersten Windungen der ersten und der zweiten Windungslage (44 bzw. 45) angeordnet werden können, und daß der Draht dann zur Bildung der dritten
   Windungslage (46) in einer Mehrzahl von Drahtwindungen von der fünften Windungsposition über einen dritten Winkelbereich (Θ46) toroidförmig um den kern gewickelt wird.
7. 7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Windungslage (45) Drahtwindungen enthält, die mindestens zwei Wickelniveaus bezuglich des Kerns (12) enthalten und daß zusätzlich eine dritte Windungslage (46) aufgewickelt wird, die eine erste Windung (46a)

   aufweist, welche sich auf der gleichen Höhe wie die ersten Windungen der ersten oder zweiten Wicklungslage befinden, und die Drahtwindungen enthält, die mindestens zwei Wicklungsniveaus bezüglich des Kerns (1.2) einnehmen.
8. 8. Ablenkspulenanordnung mit einem magnetisch permeablen Kern und mindestens einer um den Kern gewickelten Toroidspule, die eine erste Windungslage mit einer Mehrzahl von Drahtwindungen, die einen ersten Winkelbereich des Kerns einnehmen und mindestens eine weitere Windungslage, die nach der ersten Windungslage gewickelt ist und eine Mehrzahl von Drahtwindungen, die auf der ersten Windungslage liegen, aufweist, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Drahtwindung der weiteren Windungslage (45) über ein Ende der ersten Windungslage (44) hinausreicht und neben den Drahtwindungen dieser ersten Windungslage liegt, so daß eine seitliche Verlagerung dieser Drahtwindung durch die erste Windungslage (44) verhindert wird.