DE3542548A1

DE3542548A1 - Elektronenstrahlsystem mit becherelektrode

Info

Publication number: DE3542548A1
Application number: DE19853542548
Authority: DE
Inventors: John Richard Lancaster Pa. Hale
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1984-12-03
Filing date: 1985-12-02
Publication date: 1986-06-05
Also published as: KR860005425A; DE3542548C2; GB2167896A; SG23292G; IT8523018A0; US4595858A; CS270422B2; JPH0697597B2; JPS61142636A; CS852285A2; IN165335B; GB8529490D0; CA1233501A; FR2574219A1; CN85108565A; FR2574219B1; DD239904A5; CN1013326B; GB2167896B; KR900005540B1

Description

ROA 81 376 Ks/Ri

U.S. Serial No. 677,529

Piled: December 3, 1984-

RCA Corporation 201 Washington Road, Princeton, N.J. (US)

Elektronenstrahlsystem mit Becherelektrode

Die Erfindung bezieht sich auf ein Inline-Elektronenstrahlsystem für eine mit mehreren Strahlen arbeitende Kathodenstrahlröhre und betrifft insbesondere eine Struktur zum Versteifen eines Elektrodenkörpers für ein solehes Strahlsystem.

Die Elektrodenkörper eines Inline-Elektronenstrahlsystems sind hintereinander angeordnet, um mehrere Elektronenstrahlen entlang beabstandeter, in einer Ebene laufender Wege zu beschleunigen und zu bündeln. Die Elektrodenkörper des Strahlsystems sind mechanisch mittels Befestigungslappen und -dübeln an mindestens zwei isolierenden Haltestäben befestigt, die sich entlang der Strahlwege erstrecken. Jeder der Elektrodenkörper ist gewöhnlich mit einigen zueinander beabstandeten Öffnungen versehen, um die jeweiligen, innerhalb des Strahlsystems erzeugten Elektronenstrahlen durchzulassen. Es ist wichtig, daß diese Öffnungen lagemäßig genau angeordnet und relativ zu den zugeordneten Öffnungen in benachbarten Elektrodenkörpern und zu den zugeordneten elektronenerzeugenden

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1 Oberflächen ausgerichtet sind. Bei der Herstellung des Strahlsystems werden die Befestigungslappen und -dübel der verschiedenen Elektrodenkörper in die isolierenden Haltestäbe eingebettet, die vorübergehend durch Wärme weichgemacht sind, und gleichzeitig werden die Haltestäbe auf gegenüberliegenden Seiten des Strahlsystems nach innen in Richtung auf die Elektrodenkörper gedrückt, um die Befestigungslappen und -dübel in die Stäbe hineinzuzwingen. Dieser Druck kann eine verformende Kraft auf die tiefgezogenen, becherförmigen Elektrodenkörper ausüben, welche die Hauptfokussierungslinse des Strahlsystems bilden .

Die meisten Erfahrungen, die bisher mit herkömmlichen, tiefgezogenen, becherförmigen Elektroden gemacht wurden, deren Seitenwände bis etwa 12,7 mm lang sind, zeigen, daß diese Elektroden zu einer negativen oder konkaven Beulung neigen, d.h. die Seitenwand der Elektrode hat die [Tendenz, sich nach innen zur Elektronenstrahlachse hin zu beulen. Diese Verformung ähnelt etwa den "Verhältnissen, bei einem Ölkännchen und wird daher in der englischen Fachsprache auch als "oil-canning" bezeichnet. Wenn Dübel an gegenüberliegenden Seiten der Seitenwand solcher Elektroden angeschweißt werden sollen, ist die genaue Festlegung des Ortes und die Schweißung selbst wegen des variablen Verlaufs und Ausmaßes der stattfindenden negativen Beulung schwierig.

Einem noch größeren Problem begegnet man bei Strahlsystemen, in denen ultra-tiefgezogene becherförmige Elektroden mit Seitenwänden einer Länge von etwa 19_tO5 mm verwendet werden. Bei solchen ultra-tiefgezogenen Elektroden wird die Seitenwand kritisch dünn. Der Scheitel der erwähnten ("Ölkännchen"-)Beulung liegt' bei diesen Elektroden in einer Entfernung von etwa 10,16 mm von dem am offenen Ende der Elektrode befindlichen Halteflansch. In der Nähe des Scheitels ist die Dicke der Seitenwand

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gegenüber dem gewünschten Maß von etwa 0,25 mm auf etwa 0,19 mm vermindert. Falls die erwähnte Beulung negativ oder konkav auf beiden Seiten der Seitenwand ist, ergibt sich hinsichtlich der Positionierung der Befestigungsdübei das gleiche Problem, wie es oben für die kürzeren tiefgezogenen Elektroden beschrieben wurde; wenn jedoch die Beulung auf einer Seite der Seitenwand positiv oder konvex und auf der anderen Seite negativ oder konkav ist oder wenn beide Seiten eine positive oder konvexe Beulung haben, tritt ein neues Phänomen auf. Während des Anheftens an die isolierenden Haltestäbe, wobei diese Stäbe in einen geschmolzenen Zustand erhitzt und in Kontakt mit den Befestigungslappen und -dübeln des Strahlsystems gebracht werden, wird die positiv oder konvex gebeulte Seitenwand durch den Dübel, der an der Seitenwand der zuvor konvexen Oberfläche angebracht ist, nach innen gedrückt.

Die Einwärtsversetzung der zuvor konvexen Seitenwand wirkt wie eine belastete Feder. Sobald die Arme der Anheftvorrichtung nach dem Ende des Heftvorgangs zurückgezogen werden, hat die zusammengedrückte Seitenwand das Bestreben, in ihre vorherige konvexe Stellung zurückzukehren, x-tfodurch die isolierenden Haltestäbe, die noch in einem plastischen Zustand, sind, nach außen gewölbt werden.

Die Folge ist, daß während der Abkühlungs-Verbiegungsphase Scherkräfte an den isolierenden Haltestäben auftreten, die dazu führen, daß die Stäbe in der Nähe der Befestigungslappen oder -dübel bersten.

Selbst bei Strahlsystemen, in denen die Spannungskräfte nicht genügend groß sind, um die Haltestäbe zum Bersten zu bringen, kann das variierende Haß der Seitenwandbeulung Ursache für eine seitliche Versetzung der ultratiefgezogenen Elektrode gegenüber den anderen Elektrodenkörpern der Hauptfokussierungslinse sein. Die Folge ist, daß sich die Orte der Öffnungen relativ zu den Öffnungen in den benachbarten Elektrodenkörpern ändern, daß die Ab-

stände zwischen den Elektroden ungenau werden und daß die Bahnen der Elektronenstrahlen verzerrt werden.

In der US-Patentschrift 4 484 102 ist eine Struktur zur Verstärkung der Seitenwand einer herkömmlichen tiefgezogenen Elektrode beschrieben. Diene Struktur besteht aus einer keilförmigen Schulter, die an gegenüberliegenden parallelen Seiten der Seitenwand eines tiefgezogenen, im wesentlichen rechteckigen becherförmigen Körpers gebildet ist. Die keilförmige Schulter steht von der Seitenwand nach außen in einem spitzen Winkel von etwa 45 und erstreckt sich in den Halteflansch der Elektrode nahe den Befestigungslappen. Diese Struktur ist ungenügend, um eine Einbiegung der Seitenwand ultra-tiefgezogenen Elektroden zu verhindern.

Eine Struktur zur Stabilisierung ebener Elektrodenkörper, wie sie gewöhnlich als Steuer- und Schirmgitterelektroden eines Strahlsystems verwendet werden, ist in den UB-Patentschriften 4 049 990 und 4 049 991 beschrieben. Hier sind sich schneidende rippenähnliche Erhebungen entlang den Oberflächen der ebenen Elektroden gebildet, wobei sich zumindest eine dieser Rippen bis in die Befestigungslappen erstreckt. Eine solche Struktur verstärkt die haltende Fläche bzw. den Flanschten einer ebenen Elektrode. Die erwähnten US-Patentschriften legen es jedoch nicht nahe, die Seitenwand tiefgezogener, im wesentlichen becherförmiger Elektrodenkörper wie z.B. der Fokussierungselektroden des Strahlaystems zu verstärken.

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Elektronenstrahlsystera, das Einrichtungen sum Erzeugen und zum Fokussieren von mehreren Elektronenstrahlen aufweist, wobei die Fokussierungseinrichtung mindestens einen im wesentliehen becherförmigen Körper enthält, der ein erstes Ende, ein gegenüberliegendes zweites Ende und eine sich dazwischen erstreckende Seitenwand hat. Erfindungsgemäß,

wie im Patentanspruch 1 gekennseich.net, sind in der Seitenwand mehrere Verstärkungsrippen gebildet, die sich in Längsrichtung im wesentlichen vom ersten zum zweiten Ende erstrecken, um eine Verbiegung der Seitenwand minimal zu halten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den UnteranSprüchen gekennzeichnet. Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden nachstehend Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt von der Seite und teilweise aufgebrochen ein verbessertes ElektronenStrahlsystem mit einer neuartigen becherförmigen Elektrode, die mit Ver-Stärkungsmitteln versehen ist;

KLg. 2 zeigt teilweise aufgebrochen das Strahlsystem nach Fig. 1 von vorne;

Fig. 3 ist eine Stirnansicht einer Ausführungsform der neuartigen Elektrode im Strahlsystem nach Fig. 1;

Fig. 4- zeigt einen Schnitt gemäß der Linie 4—4- der Fig.3;

Fig. 5 ist eine Stirnansicht einer zweiten Ausführungsform der neuartigen Elektrode im Strahlsystem nach Fig. 1;

Fig. 6 zeigt einen Schnitt gemäß der Linie 6-6 in Fig. 5· 30

Die Figuren 1 und 2 zeigen strukturelle Einzelheiten eines verbesserten Inline-ElektronenStrahlsystems 10, das zentral innerhalb des Halses 11 einer Kathodenstrahlröhre 13 montiert ist. Die Kathodenstrahlröhre 13 hat einen evakuierten Kolben (nicht dargestellt), der am Halsende mit einem Glasfuß 1S verschlossen ist, durch den eine Vielzahl von Zuleitungen oier Stiften 17 geführt ist. An

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den Stiften 17 außerhalb des Kolbens ist ein Gockel 19 befestigt. Das andere Ende des Kolbens ist durch eine Prontplatte (nicht dargestellt) abgeschlossen, die einen Bildschirm trägt. Zwischen der Frontplatte und dem Hals 11 des Kolbens erstreckt sich ein trichterförmiger Abschnitt (nicht gezeigt).

Das Inline-Strahlsysten ist so ausgelegt, daß es drei Elektronenstrahlen erzeugt und längs beabstandeter, in einer Ebene liegender konvergierender Wege bündelt (fokussiert), die sich allgemein in Längsrichtung der Röhre zum Bildschirm hin erstrecken. Das Strahlsystem 10 hat zwei isolierende Haltevorrichtungen 23, vorzugsweise gläserne Haltestäbe, durch welche die verschiedenen Teile gestützt werden, um eine zusammenhängende Einheit zu bilden, wie es allgemein bekannt ist. Die erwähnten Teile umfassen drei, in Querrichtung im wesentlichen gleich beabstandete und in einer Ebene liegende Kathoden 25 (eine für jeden Strahl), eine Steuergitterelektrode 2? (auch G1-Elektrode genannt), eine Schirmgitterelektrode 29 (G2-Elektrode), eine erste "Tokussierungselektrode 31 (G3-Elektrode), eine zweite Fokussierungselektrode 33 -Elektrode) und einen Abschirmbecher 35· Alle diese sind in der genannten Reihenfolge in Längsrichtung hintereinander entlang den Haltestäben 23 angeordnet. Die Elektroden 3Ί ^ur>d 33 bilden die Hauptfokussierungslinse des Strahlsystems 10. Die verschiedenen Elektroden des Strahlsysterns 10 sind elektrisch mit den Stiften 17 verbunden, entweder direkt oder über Iietallbänder 37· Das Strahlsystem 10 wird in einer vorbestimmten Lage im Röhrenhals 11 auf den Stiften 17 und mittels Anschlagpuffern 39 gehalten, die sich am Abschirmbecher 35 befinden und elektrisch kontaktierend gegen eine elektrisch leitende Innenbeschichtung 41 auf der Innenoberfläche des Röhren-Halses 11 drücken. Die Innenbeschichtung 41 reicht über die innere Oberfläche auch des Röhrentrichters und ist mit dem Anodenansclilußknopf (nicht dargestellt) verbun-

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den. Eine herkömmliche Anordnung mit Gettermaterial (nicht gezeigt) ist an einem Ende des Beschers 35 befestigt und ragt freistehend in den Trichterabschnitt des Kolbens.

Die erste !Fokussierungselektrode 31 besteht aus einem ersten und einem zweiten becherförmigen Körper 43 bzw. 45, die im wesentlichen rechteckig sind, und die zweite Fokussierungselektrode 33 setzt sich ebenfalls aus einem

Ί0 ersten und einem zweiten, im wesentlichen rechteckigen becherförmigen Körper 47 und 49 zusammen. Die becherförmigen Körper sind an ihren offenen Enden aneinandergefügt. Einer der becherförmigen Körper, das Exemplar 45, ist im einzelnen in den Figuren 3 i-tnd 4 dargestellt. Der becherförmige Körper 45 ist ein ultra-tiefgezogenes Element, bestehtnd aus einem am offenen Ende befindlichen Teil 51, der als Halteflansch dient, und einem Bodenoder Basisteil 53 am gegenüberliegenden Ende. Der Basisteil 53 ist im wesentlichen parallel zum Flanschteil 5I· Der Basisteil 53 ist von drei nebeneinanderliegenden strahldefinierenden Öffnungen 55 durchbrochen. Eine Seitenwandung 57, die aus im wesentlichen parallelen gegenüberliegenden Seitenabschnitten 59a und 59t> und einander gegenüberliegenden Endabschnitten 61a und 61b besteht, erstreckt sich zwischen dem Flanschteil 5"I und dem Basisteil 53 des becherförmigen Körpers 45. Wie in der oben erwähnten US-Patentschrift 4 484 102 beschrieben, steht von jedem der einander gegenüberliegenden Seitenabschnitte 59a und 59b der Geitenwandung 57 mindestens eine Ausstülpung 63 in spitzem Winkel nach außen vor und erstreckt sich bis in den Flanschteil 51· nahe jeder der gegenüberliegenden Seitenabschnitte 59a und 59b der Seitenwandung 57 sind im Flanschteil 51 mehrere Befestigungslappen 65 ausgebildet, un die Befestigung des becherförmigen Körpers 45 an den gläsernen Haltestäben 23 zu ermöglichen. Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, sind an der Seitenwand außerdem zwei Dübel 67 befestigt, jeweils

einer an .jedem der einander gegenüberliegenden Seitenabschnitte 59a und 59t>· Die Dübel 67 und die Befestigungslappen 65 sind in die Haltestäbe 23 eingebettet. Die Seitenwandung 57 des becherförmigen Körpers 4-5 hat eine Gesamtlänge von etwa 19,05 mm und eine nominelle Dicke von 0,25 mm. :

Wie beschrieben, besteht bei ultra-tiefgezogenen Elektroden wie dem becherförmigen Körper 4-5 die Tendenz einer Verdünnung in der Seitenwandung 57· Die verdünnte Seitenwand 57 kann sich wie bei einem Ölkännchen entweder nach innen oder nach außen beulen, wenn sie nicht verstärkt ist. Es ist kaum möglich, die Dicke der Seitenwand dadurch zu erhöhen, daß man die Dicke des zur Herstellung des becherförmigen Körpers verwendeten Metalls größer macht, da dies zu Fertigungsschwierigkeiten führt. Daher sind am Körper Maßnahmen getroffen, um die Steifigkeit der Seitenwandung 57 -zu erhöhen, ohne andere Probleme einzuführen. Wie in den Figuren 3 und 4- gezeigt ist, sind in den einander gegenüberliegenden Seitenabschnitten 59s- und 59h der Seitenwandung 57 Versteifungsmittel gebildet, z.B. mehrere Verstärkungsrippen 69, um die Biegung der Seitenwandung zu minimieren. Die Verstärkungsrippen 69 erstrecken sich im wesentlichen in Längsrichtung von den in den Flanschteil 51 reichenden Ausstülpungen 63 bis zum gegenüberliegenden Ende der Seitenwandung 57 nahe dem Basisteil 53- Die Verstärkungsrippen 69 sind nach innen gerichtet, in Richtung auf die entgegengesetzt angelegten Rippen des gegenüberliegenden Seitenwandungsabschnitts.

Eine zweite Ausführungsform des neuartigen becherförmigen Körpers ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt und insgesamt mit 14-5 bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform bestehen die Versteifungsmittel aus einer Vielzahl von Verstärkungsrippen 169, die nach außen in Richtung auf die Befestigungslappen 165 gerichtet sind und die sich:

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in Längsrichtung entlang der Ceitenwandung 157 im wesentlichen vom Flanschteil 151 zum gegenüberliegenden Ende nahe dem Basisteil 153 erstrecken. Obwohl in den Figuren 5 und 6 keine Ausstülpungen dargestellt sind, können sie dennoch vorgesehen sein, um die Seitenwandung 157 nahe dem Flanschteil 151 zusätzlich zu versteifen.

Während die Verstärkungsrippen 69 und 169 vorstehend in Verbindung mit ultra-tiefgezogenen becherförmigen Körpern beschrieben wurden, die eine Länge von etwa 19₅O5 mm haben, können solche Rippen auch bei becherförmigen Körpern kürzerer Gesamtlänge vorgesehen sein, z.B. bei den becherförmigen Körpern 4-3, 4-7 und 49. Es wurde festgestellt, daß die Verstärkungsrippen 69 und 169 die Verbiegung der Seitenwandung 57 und 157 während des AnSchweißens der Dübel 67 verhindern oder wenigstens minimal halten, und wenn die becherförmigen Körper 45 und 14-5 an den Haltestäben 23 befestigt werden, bleibt dank der Rippen die Parallelität zwischen Basisteil und Flanschteil der einzelnen Körper gewahrt.

Claims

Patentansprüche

J ElektronenStrahlsystem mit einer Einrichtung zur Erzeugung mehrerer Elektronenstrahlen und einer Einrichtung, ν;eiche die erzeugten Elektronenstrahlen fokussiert und mindestens einen im wesentlichen becherförmigen Körper enthält, der ein erstes Ende, ein gegenüberliegendes zweites Ende und eine sich dazwischen erstreckende Seitenwandung hat, dadurch gekennzeichnet , daß in der Seitenwandung (57; 157) mehrere Verstärkungsrippen (69; 169) gebildet sind, die sich in Längsrichtung im wesentlichen vom ersten Ende (53; 153) zum zweiten Ende (51; 15I) erstrecken, um Verbiegunmen der Seitenwandung minimal zu halten.

Elektronenstrahlsystem nach Anspruch 1, worin die erzeugten Elektronenstrahlen länn;s be ab stan deter, copla-

narer Strahlwege gerichtet werden und worin die Strahlerzeugungseinriclitung und die Fokussierungseinrichtung im Abstand zueinander entlang mehrerer isolierender Halteeinrichtungen angeordnet sind und worin das erste Ende des becherförmigen Körpers ein Bodenteil und das zweite Ende ein Flanschteil ist, der im wesentlichen parallel zum Bodenteil liegt und Befestigungsmittel enthält, um den Körper an der Halteeinrichtung festzuhalten, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verstärkungsrippen (69; 169) in Längsrichtung im wesentlichen vom Bodenteil (53; 153) zum llanschteil (151; 151) erstrecken, um Verbiegungen der Seitenwandung (57; 157) minimal zu halten, die beim Befestigen des Körpers (4-5; 14-5) an den isolierenden Halteeinrichtungen (23) auftreten könnten.

3. Elektronenstrahlsystem nach Anspruch 2, worin die elektronenstrahlerzeugende Einrichtung drei in einer Ebene nebeneinanderliegende Kathoden, eine Steuergitterelektrode und eine Schirmgitterelektrode enthält und worin die Pokussierungseinrichtung mindestens zwei Fokussierungselektroden enthält, von denen mindestens eine einen ersten und einen zweiten im wesentliehen rechteckigen becherförmigen Körper aufweist, die an ihren offenen Enden aneinandergefügt sind und von denen der eine der besagte becherförmige Körper ist, der den llanschteil an seinem offenen Ende und den Bodenteil nahe seinem gegenüberliegenden Ende hat und dessen Seitenwandung gegenüberliegende Seitenabschnitte und gegenüberliegende Endabschnitte hat, wobei der Bodenteil von drei nebeneinanderliegenden Öffnungen durchbrochen ist und der Flanschteil nahe jeder der gegenüberliegenden Seitenabschnitte der Seitenwandung mehrere nach außen vorstehende Befestigungslappen enthält und wobei mindestens zwei an der Seitenwandung befestigte Dübel vorgesehen sind, von denen an jedem

der gegenüberliegenden Seitenabschnitte der Seitenwandung jeweils einer befestigt ist, und wobei die Dübel und die Befestigungslappen in den aus mindestens zwei gläsernen Haltestäben bestehenden isolierenden Halteeinrichtungen eingebettet sind, um den Körper daran festzuhalten, dadurch gekennzeichnet , daß die Verstärkungsrippen (69; 169) in jeder der einander gegenüberliegenden Seitenabschnitte (59a, 59b) der Seitenwandung (57; 157) gebildet sind und sich in Längsrichtung im wesentlichen vom Flanschteil (51; 151) zum gegenüberliegenden Ende der Seitenwandung erstrecken, um eine Verbiegung der einander gegenüberliegenden Seitenabschnitte der Seitenwandung in der Nähe der Dübel (67) minimal zu halten, wenn die Dübel und die Befestigungslappen (65;

165) in die gläsernen Haltestäbe (23) eingebettet werden, so daß dabei die Parallelität des Bodenteils (53; 153) mit dem Planschteil (51; 151) erhalten bleibt.

4. Elektronenstrahlsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem der einander gegenüberliegenden Seitenabschnitte (59a, 59b) der Seitenwandung (57) mindestens eine Ausstülpung (63) gebildet ist, die vom betreffenden Seitenabschnitt der Seitenwandung in spitzem Winkel nach außen vorsteht und sich in den KLanschteil (51) erstreckt, und daß sich die ■Verstärkungsrippen (69) von der Ausstülpung zum gegenüberliegenden Ende der Seitenwandung erstrecken.

5· Elektron en strahl system nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippen (69) nach innen in Richtung zueinander weisen.

6. ElektronenStrahlsystem nach Anspruch 4·, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsrippen (169) nach außen in Richtung zu den Befestigungslappen (165) weisen. - 4 -