DE4109032C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Hochspannungsbehandlung einer Kathodenstrahlröhre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Hochspannungsbehandlung einer Kathodenstrahlröhre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 4 und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Fig. 13 zeigt einen Querschnitt durch den Hals einer Kathodenstrahlröhre.

In der Figur umfaßt die Kathodenstrahlröhre 10 einen Hals 1, wobei ein freies Ende des Halses 1 von einem Röhrenfuß 2 abgeschlossen ist und der Hals eine Elektronenkanone 20 aufnimmt. Die Elektronenkanone 20 umfaßt eine Heizvorrichtung 11, eine Kathode 12, ein erstes Gitter 13, ein zweites Gitter 14, ein drittes Gitter 15, das als Fokuselektrode dient, und ein viertes Gitter 16, wobei diese Bauteile in der angegebenen Reihenfolge angeordnet sind und in bestimmten Abständen durch eine isolierende Glasstütze 17 gehalten werden.

Wenn beispielsweise eine 29 Zoll Farbkathodenstrahlröhre betrieben wird, wird eine Hochspannung von 28 kV dem vierten Gitter 16 der Elektronenkanone 10 über einen inneren leitenden Film 3 und Kontakte 18 von einem externen Anodenknopf (nicht dargestellt) zugeführt.

Eine Hochspannung von 6,7 kV wird gleichzeitig dem dritter Gitter 15 über eine Buchse (nicht dargestellt), den Röhrenanschluß 4a des dritten Gitters 15 und die innere Leitung 19 zugeführt. Weiterhin wird eine Spannung von ungefähr 700 V an das zweite Gitter 14 gelegt, eine Spannung von ungefähr 150 V wird der Kathode 12 zugeführt und eine Spannung von 0 V liegt üblicherweise am ersten Gitter 13.

Bei diesen Betriebsbedingungen liegt eine Potentialdifferenz von ungefährt 6 kV zwischen dem dritten Gitter 15 und dem zweiten Gitter 14. Wenn irgendwelche Grate oder Ablagerungen auf der Fläche des dem dritten Gitter 15 gegenüberliegenden Teil des zweiten Gitters 14 vorhanden sind, die bei der Herstellung der Elektronenkanone 10 erzeugt worden sind, oder wenn Schmutz oder Staub im Inneren der Kathodenstrahlröhre anhaftet, kann eine Streuemission von nicht gewünschten Elektronen auftreten.

Diese nicht gewünschten Elektronen gehen durch das vierte Gitter 16, bestrahlen die Fläche der Kathodenstrahlröhre und bewirken unnötigerweise, daß sie leuchtet. Dieses unerwünschte Leuchten tritt darüber hinaus auf, selbst wenn der Bildschirm dunkel sein soll und führt zu einer Verschlechterung der Bildqualität.

Um diese Emissionen von nicht gewünschten Elektronen zu verhindern, wird von außen eine Spannung entsprechend dem Vier- bis Fünffachen der Betriebsspannung der Kathodenstrahlröhre, d. h. eine Hochspannung von ungefährt 30 kV während der Herstellung der Kathodenstrahlröhre 20 an den Röhrenfußanschluß 4a des dritten Gitters 15 und die anderen Röhrenfußanschlüsse 4b angelegt, wie in Fig. 14 gezeigt. Wenn diese Hochspannungsbehandlung angewendet wird, tritt eine Bogenentladung zwischen dem zweiten Gitter 14 und dem dritten Gitter 15 auf, die Grate und Schmutz oder Staub vom zweiten Gitter 14 entfernt, wodurch die Emission der nicht gewünschten Elektronen unterdrückt wird.

Wie in Fig. 15 gezeigt wird, sind allerdings die Röhrenfußanschlüsse 4b des zweiten Gitters 14 und der Kathode 12 um den Röhrenfußanschluß 4a des dritten Gitters 15 herum mit einem sehr geringen Abstand angeordnet. Wenn daher eine Hochspannung von dem Vier- bis Fünffachen der Betriebsspannung an das dritte Gitter 15 angelegt wird, tritt eine Kriechentladung zwischen den Röhrenfußanschlüssen 4a und 4b auf und es kann keine zufriedenstellende Hochspannungsbehandlung erreicht werden.

Fig. 16 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Aufbaus einer siloartigen Grundplatte, die zur Vermeidung einer derartigen Kriechentladung verwendet wird. Die siloartige Grundplatte 30 weist Wände auf, die den Röhrenfußanschluß 4a des dritten Gitters von den anderen Röhrenfußanschlüssen trennen, und ist an dem Röhrenfuß 2 über Silikongummi 31 befestigt. Eine Buchse, wie in Fig. 17 gezeigt, wird zur Verbindung mit der siloartigen Grundplatte 30 nach Fig. 16 verwendet, um eine Spannung von einer äußeren Spannungsquelle der Kathodenstrahlröhre zuzuführen.

Unter Verwendung dieser siloartigen Grundplatte 30 und der Buchse 32 kann die Durchschlagsspannung zwischen dem Röhrenfußanschluß 4a und den anderen Röhrenfußanschlüssen 4b erhöht werden, aber eine Hochspannungs­ behandlung unter Verwendung einer Spannung, die vier- bis fünfmal so hoch liegt wie die Betriebsspannung, kann immer noch nicht mit voller Befriedigung durchgeführt werden.

Um die obigen Probleme zu lösen, wurden andere Hochspannungsbehandlungen vorgeschlagen, wie beispielsweise in der JP 54-1 01 255 offenbart, bei der eine Hochspannung zugeführt wird, während mindestens der Röhrenfuß 2 der Kathodenstrahlröhre 20 in einer Hochdruck-Gasatmosphäre gehalten wird.

Bei dieser Art der Hochspannungsbehandlung wird der Röhrenfuß der Kathodenstrahlröhre 20 in einen abgedichteten Behälter 21 eingeschlossen und ein Hochdruck-Gas G wird dem Behälter von außen gemäß Fig. 18 zugeführt, so daß die Schwellenspannung, bei der eine Kriechentladung an den Röhrenfußanschlüssen 4a, 4b beginnt, erhöht wird.

Unter Verwendung dieses Verfahrens kann die Kriechentladungsschwellenspannung von ungefähr 23 kV in dem konventionellen Verfahren auf ungefähr 40 kV erhöht werden.

Bei dem obigen Verfahren der Hochspannungsbehandlung unter Verwendung von Hochdruck-Gas ist die Kriechentladungs-Schwellenspannung allerdings nicht immer konstant bei Produktionslinien, die kontinuierlich große Stückzahlen von Kathodenstrahlröhren herstellen und so treten manchmal Kriechentladungen an den Röhrenfußanschlüssen auf. In solchen Fällen tritt keine zufriedenstellende Entladung zwischen den Elektroden des zweiten und dritten Gitters auf, die dielektrischen Eigenschaften sind nicht konstant und Schäden können an den Buchsen durch die Energie der Entladung auftreten.

Weiterhin ist aus der US 3 323 854 eine Vorrichtung zur Durchführung einer Hochspannungsbehandlung an einer Kathodenstrahlröhre bekannt, bei der eine Hochspannung zwischen Röhrenfußanschlußstifte einerseits und eine auf der Innenseite der Röhre angebrachte leitende Beschichtung, die von der Frontseite bis in den Hals reicht, andererseits gelegt wird. Um einen Überschlag zwischen den spannungsführenden Teilen auf der Außenseite der Röhre, der zu Beschädigungen ihres Glaskörpers führen könnte, zu vermeiden, ist ein den Hals der Röhre umgebender, einseitig offener Behälter aus isolierendem Material vorgesehen, der auf seiner Innenseite einen elastischen Isolierring trägt, der den Behälter auf dem Röhrenhals festklemmt.

Schließlich ist aus der DE 28 20 516 C2 ein Verfahren zur Hochspannungs-Konditionierung von Kathodenstrahlröhren bekannt, bei dem der Sockel einer Kathodenstrahlröhre zur Herstellung elektrischer Verbindungen in eine Fassung gestellt und anschließend die Fassung mit dem Sockel in einen Behälter eingesetzt wird, der mit einer Flüssigkeit mit höherer Durchschlagsfestigkeit als Luft gefüllt ist und der mit metallischen Kontaktgliedern für die erforderlichen elektrischen Verbindungen versehen ist. Es werden dann die jeweiligen Hochspannungen angelegt, wobei die isolierende Flüssigkeit Überschläge zwischen den Sockelstiften der Kathodenstrahlröhre verhindert.

Ausgehend von der gattungsbildenden JP 54-1 01 255 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Hochspannungsbehandlung von Kathodenstrahlröhren zu schaffen, bei denen eine stabile Kriechentladungs-Schwellenspannung aufrechterhalten bleibt und die Hochspannungsbehandlung sicher und wirksam in einer Hochdruck-Gasatmosphäre durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruchs und der Nebenansprüche gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei dem Verfahren zur Hochspannungsbehandlung einer Kathodenstrahlröhre mit einem von einem Röhrenfuß abgeschlossenen Hals, der eine Elektronenkanone und Röhrenfußanschlüsse für eine Fokuselektrode und für andere Elektroden der Elektronenkanone aufnimmt, wird eine Hochdruck-Gasatmosphäre um den Hals herum hergestellt und eine Spannung, die ausreichend höher ist als die Betriebsspannung der Kathodenstrahlröhre, an die Röhrenfußanschlüsse angelegt, wenn die Hochdruck- Gasatmosphäre hergestellt ist. Erfindungsgemäß wird die Temperatur des Teils des Röhrenfußes, an dem die Röhrenfußanschlüsse vorgesehen sind, während der Spannungsbeaufschlagung über der Temperatur der Hochdruck- Gasatmosphäre gehalten. Da der Teil des Röhrenfußes, an dem die Röhrenfußanschlüsse vorgesehen sind, auf eine höhere Temperatur als die des umgebenden Gases aufgeheizt wird, erhöht sich der Druck des Sattdampfes in dem Bereich um den Hals herum, die Kondensation wird erschwert und eine konstante Kriechentladungs- Schwellenspannung kann aufrechterhalten werden, wobei eine Kriechentladung aufgrund der an die Röhrenfußanschlüssen angelegten Spannung vermieden wird.

Eine andere erfindungsgemäße Maßnahme besteht darin, den Taupunkt der Hochdruck-Gasatmosphäre nicht höher als 25°C zu setzen, wodurch die Kondensation verhindert wird und eine konstante Kriechentladungs- Schwellenspannung erhalten wird, wobei eine Kriechentladung aufgrund der an die Röhrenfußanschlüsse angelegten Spannung in gleicher Weise vermieden wird.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Behälter mit einem offenen Ende vorgesehen, der mit einer Buchse auf seinem Boden und mit einer Dichtungsanordnung versehen ist. Die Dichtungsanordnung umfaßt ein hohles ringförmiges Dichtungselement aus elastischem Material, das an der inneren Umfangsfläche des offenen Endes des Behälters angeordnet ist. Der Behälter wird in Richtung der Kathodenstrahlröhre derart verschoben, daß der Behälter den Hals umgreift und die Buchse im Behälter mit den Röhrenfußanschlüssen des Halses verbunden wird. Komprimierte Luft wird in das hohle ringförmige Dichtungselement eingelassen, wodurch sein innerer Durchmesser verringert und es gegen die äußere Umfangsfläche des Halses gedrückt wird und eine luftdichte Abdichtung zwischen der äußeren Umfangsfläche des Halses und dem offenen Ende des Behälters bildet. Ein Hochdruck- Gas wird in den Behälter eingeleitet, während die luftdichte Abdichtung zwischen der äußeren Umfangs­ fläche des Halses und dem offenen Ende des Behälters aufrechterhalten wird und eine Spannung, die ausreichend höher als die Betriebsspannung der Kathoden­ strahlröhre zwischen den Röhrenfußanschlüssen für die erste und die zweite Elektrode ist, wird über die Buchse an die Röhrenfußanschlüsse angelegt, während der Hals von dem Hochdruck-Gas umgeben wird.

Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein Behälter mit einem offenen Ende vorgesehen, der auf seinem Boden mit einer ersten Buchse mit Druckkontaktanschlüssen und an seinem offenen Ende mit einem Dichtungselement aus elastischem Material versehen ist. Eine zweite Buchse mit Druckkontaktanschlüssen wird mit den Röhrenfußanschlüssen des Halses der Kathodenstrahlröhre verbunden. Der Behälter wird in Richtung der Kathodenstrahlröhre bewegt, derart, daß das Dichtungselement gegen den trichterförmigen Teil der Kathodenstrahlröhre gedrückt wird und eine luftdichte Abdichtung zwischen dem offenen Ende des Behälters und dem trichterförmigen Teil gebildet wird. Dabei werden die Druckkontaktanschlüsse der ersten Buchse mit denen der zweiten Buchse in Kontakt gebracht und bilden eine elektrische Verbindung. Hochdruck-Gas wird in den Behälter eingeleitet, während die luftdichte Abdichtung aufrechterhalten wird und es wird eine Hochdruck-Gasatmosphäre um den Hals herum hergestellt. Eine Spannung, die ausreichend höher ist als die Betriebsspannung der Kathodenstrahlröhre zwischen den Röhrenfußanschlüssen für die erste und zweite Elektrode, wird über die Druckkontaktanschlüsse an die Röhrenfußanschlüsse angelegt, während der Hals von dem Hochdruck-Gas umgeben wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Beschreibung des Verfahrens der Hochspannungsbehandlung mit einer entsprechenden Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 eine Kennlinie des gesättigten Dampfdrucks von Wasser,

Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt einer bestimmten Anordnung einer Vorrichtung zur Hochspannungsbehandlung der Kathodenstrahlröhre nach der Erfindung,

Fig. 4 und 5 schematische Darstellungen zur Be­ schreibung der Verfahren der Hoch­ spannungsbehandlung entsprechend unterschiedlichen Ausführungsbeispielen der Erfindung,

Fig. 6 eine schematische Darstellung, die eine andere Anordnung für die Hochspannungs­ behandlung der Kathodenstrahlröhre gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,

Fig. 7 eine schematische Darstellung zur Beschreibung des Verfahrens der Hoch­ spannungsbehandlung der Kathodenstrahl­ röhre gemäß einem weiteren Ausführungs­ beispiel der Erfindung,

Fig. 8 eine schematische Darstellung einer experimentellen Vorrichtung, die zur Bestimmung der Beziehung zwischen dem Taupunkt und der Kriechentladungs- Schwellenspannung verwendet wird,

Fig. 9 eine Kennlinien-Darstellung der Be­ ziehung zwischen dem Taupunkt und der Kriechentladungs-Schwellenspannung,

Fig. 10 eine Schnittdarstellung einer Vorrichtung zur Befestigung und zum Lösen des luftdichten Behälters an und von der Kathodenstrahlröhre bei einer Vorrich­ tung zur Hochspannungsbehandlung nach einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 11 eine Schnittdarstellung einer Vor­ richtung zum Befestigen und Lösen entsprechend einem weiteren Aus­ führungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer Buchse bei einem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 17 zeigt,

Fig. 13 einen Schnitt des Halses einer Farb­ kathodenstrahlröhre,

Fig. 14 eine schematische Darstellung eines Verfahrens der Hochspannungs­ behandlung gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 15 eine Darstellung der Anordnung der Röhrenfußanschlüsse bei einer Farbkathodenstrahlröhre,

Fig. 16 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Aufbaus einer siloartigen Grundplatte gemäß dem Stand der Technik,

Fig. 17 eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Buchse für die silo­ artige Grundplatte nach Fig. 16, und

Fig. 18 eine schematische Darstellung zur Beschreibung eines Verfahrens der Hochspannungsbehandlung gemäß dem Stand der Technik.

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung zur Er­ klärung eines Verfahrens der Behandlung von Kathodenstrahlröhren mit Hochspannung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. In dieser Figur weist die Kathodenstrahlröhre 20 einen Hals 1 auf, der eine Elektronenkanone 10 aufnimmt. Eine Buchse 33 wird verwendet, um Spannung von außen der Elektronenkanone 10 der Kathodenstrahlröhre 20 zuzuführen. Ein abgedichteter Behälter 21 ist zur Bildung einer Hochdruck-Gasatmosphäre um den Hals 1 der Kathodenstrahlröhre 20 herum vorgesehen, wie später genauer beschrieben wird. Ein Kompressor 22 erzeugt komprimierte Luft, und ein Heizofen 23 mit einem darin angeordneten Heizelement 24 ist vorgesehen.

Das Verfahren der Hochspannungsbehandlung dieses Ausführungsbeispiels wird im folgenden beschrieben.

Der Hals 1 der evakuierten Kathodenstrahlröhre 20 wird in den Ofen 23, wie in Fig. 1(a) gezeigt wird, gesteckt und ein elektrischer Strom wird durch das Heizelement 24 geschickt, damit der Hals aufgeheizt wird. Die Umgebungstemperatur im Ofen 23 wird auf 160°C festgelegt. Indem der Hals 1 der Kathodenstrahlröhre 20 für fünf Minuten der hohen Temperatur ausgesetzt ist, erhöht sich die Ober­ flächentemperatur des Halses, insbesondere des Teils des Fußes, an dem die Anschlüsse vorgesehen sind und der einen Durchmesser von 29 mm aufweist, auf ungefähr 90°C.

Anschließend wird der Hals 1 in den abgedichteten Behälter 21, wie in Fig. 1(b) gezeigt, eingesetzt und die Hochspannungs-Behandlung wird in der Hochdruck­ Gasatmosphäre durchgeführt. Zu diesem Zweck wird von dem Kompressor 22 erzeugte komprimierte Luft mit etwa 2 bar dem abgedichteten Behälter 21 zugeführt, wodurch eine Hochdruck-Gasatmosphäre von ungefähr 2 bar erzeugt wird. Danach wird eine hohe Gleichspannung von ungefähr 30 kV für ungefähr 5 Minuten an den Anschluß 4a des dritten Gitters, das als Fokuselektrode dient, und die Anschlüsse 4b der anderen Elektroden gelegt.

Wenn beispielsweise die Außentemperatur 40°C und die relative Feuchtigkeit 95% betragen, dann ist die Feuchtigkeit im abgedichteten Behälter 21 größer als 100% und innerhalb des Behälters 21 und auf der Oberfläche der Kathodenstrahlröhre 20 tritt Kondensation auf. Da der Hals 1 auf 90°C aufgeheizt ist, eine Temperatur, die sehr viel höher als die Temperatur der Atmosphäre im Behälter ist, ist somit die relative Feuchtigkeit in der Gegend des Halses ungefähr 9%, wie aus der Kurve des gesättigten Dampfdrucks nach Fig. 2 zu sehen ist. Daher überschreitet die relative Feuchtigkeit nicht 100%, obwohl der Luftdruck im Behälter 21 2 bar ist, und eine Kondensation tritt nicht auf.

In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung dargestellt, die für die Hochspannungs-Behandlung der Kathoden­ strahlröhre nach dem obigen Ausführungsbeispiel verwendet wird. Die Vorrichtung umfaßt eine Buchse 33, eine in der Buchse 33 angeordnete Heizvorrichtung 34, ein in der Heizvorrichtung 34 angeordnetes Heiz­ element 35, eine Hochspannungsquelle HV zum Anlegen einer Hochspannung an die Elektroden der Elektronen­ kanone über die Buchse 33 und eine Heizquelle 40 zum Aufheizen des Heizelementes 35.

Die Funktionsweise dieses Ausführungsbeispiels wird im folgenden beschrieben.

Um die Temperatur in der Heizvorrichtung 34 auf ungefähr 160°C zu halten, fließt ständig ein elektrischer Strom durch das Heizelement 35 der Heizvorrichtung 34 in der Buchse 33. Anschließend wird der Hals 1 der Kathodenstrahlröhre 20 in den abgedichteten Behälter 21 eingesetzt und die Buchse 33 wird mit den Röhrenfußanschlüssen 4a und 4b verbunden. Die Anordnung wird in diesem Zustand für 5 Minuten gehalten, um die Temperatur des Halses 1 auf ungefähr 90°C zu erhöhen und die Atmosphäre im Behälter 21 wird in eine Hochdruck- Gasatmosphäre von ungefähr 2 bar geändert. Durch Ändern der Atmosphäre im Behälter 21 in eine Hochdruck­ atmosphäre würde das Auftreten der Kondensation gefördert werden, aber in dieser Vorrichtung ist eine Heizvorrichtung zum Aufheizen des Halses 1 vorgesehen. Der Druck des Sattdampfes im Bereich des Halses 1 steigt daher, eine Kondensation tritt an der Buchse 33, der die Hochspannung zugeführt wird, nicht auf und eine stabile Kriechentladungs­ spannung wird aufrechterhalten.

In dem anhand von Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Hals 1 durch eine Heizvorrichtung 34 im Ofen 23 aufgeheizt, der vor dem Einführen des Halses in den abgedichteten Behälter 21 entfernt wird. Die Erfindung ist aller­ dings nicht auf diese Anordnung begrenzt.

In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt. In Fig. 4(a) ist eine Heizspannungsquelle 41 für die Elektronen­ kanone vorgesehen. Eine Spannung von der Heiz­ spannungsquelle 41 wird der Heizvorrichtung der Elektronenkanone zugeführt. Wenn beispiels­ weise der Hals 1 einen Durchmesser von 29 mm aufweist, sind die Betriebsdaten der Heizvorrich­ tung 6,3 V-680 mA und eine Spannung von 8 V wird der Elektronenkanone für ungefähr 5 Minuten zugeführt, wobei die Oberflächentemperatur des Halses 1 auf ungefähr 90°C steigt.

In diesem Ausführungsbeispiel wird der Hals 1 aufgeheizt, unmittelbar bevor er in die Hochdruck- Gasatmosphäre eingebracht wird. Wenn die Temperatur des Halses 1 während der Hochspannungsbehandlung graduell fällt und die Behandlung für einen langen Zeitraum durchgeführt wird, kann sich graduell eine Kondensation bilden. Wenn beispielsweise ein auf 90°C aufgeheizter Hals bei 25°C in einer Atmosphäre mit einem Druck von 2 bar gehalten wird, so fällt die Oberflächentemperatur des Halses 1 auf 35°C.

Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem diese Nachteile vermieden werden. Dabei bleibt die Heizspannungsquelle 41 mit der Heiz­ vorrichtung der Elektronenkanone verbunden, während gleichzeitig die Hochspannung von der Hochspannungsquelle HV an die Röhrenfußanschlüsse für das dritte Gitter und die anderen Elektroden angelegt wird. Damit wird sichergestellt, daß die Temperatur des Halses der Kathodenstrahlröhre über die Hochspannungsbehandlung auf dem ge­ wünschten Wert gehalten wird.

Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem eine Heiz­ vorrichtung 34 mit einem Heizelement 35 in dem abgedichteten Behälter 21 angeordnet ist.

Anstelle des beispielsweise aus einem Draht einer Chrom und Eisen enthaltenden Nickel-Basis-Legierung bestehenden Heizelementes kann auch eine Strahl­ heizvorrichtung mit einer infraroten Lampe ver­ wendet werden.

In den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wurde komprimierte Luft als Hochdruckgas verwendet. Das Gas muß allerdings nicht unbedingt Luft sein und andere Gase, beispielsweise ein nicht brennbares Gas wie Stickstoff, können verwendet werden.

Wenn darüber hinaus eine Entfeuchtung vor dem Einleiten von Hochdruckgas in den Behälter durchge­ führt wurde, fällt der Taupunkt und die Temperatur, bis zu der der Hals erhitzt werden muß, kann niedriger sein.

Fig. 7 zeigt eine Zeichnung zur Beschreibung der Hochspannungsbehandlung nach diesem Verfahren. In der Figur in ein Trockner 25, der mit einem molekularen Sieb oder dergleichen gepackt ist, vorgesehen, um die komprimierte Luft zu trocknen. Weiterhin ist ein Taupunkt-Hygrometer 26 zur Messung des Taupunktes der durch den Trockner hindurchgegangenen komprimierten Luft vorgesehen, wobei Ventile 27a, 27b zur Steuerung des Gasstromes dienen.

Im folgenden wird die Betriebsweise beschrieben. Atmosphärische Luft wird durch den Kompressor 22 bis ungefähr 2 bar komprimiert und Wasserdampf wird durch den Trockner 25 entfernt. Die von dem Trockner 25 getrocknete komprimierte Luft wird über das Ventil 27b dem Taupunkt-Hygrometer 26 zuge­ führt und ihr Taupunkt gemessen. Der Taupunkt wird bei atmosphärischem Druck gemessen. Die komprimierte Luft, deren Taupunkt von dem Hygrometer 26 als nicht höher als 25°C bestimmt wurde, wird dem Behälter 21 über das Ventil 27 zugeführt und wenn der Behälter 21 den hohen Druck aufweist, wird eine hohe Gleichspannung von ungefähr 30 kV für ungefähr 5 Minuten an das dritte Gitter und die anderen Elektroden angelegt. Da die Buchse von einer Hochdruck-Gasatmosphäre ohne Kondensation umgeben ist, ist die Kriechentladung-Schwellen­ spannung nicht weniger als 35 kV. Es tritt daher eine Entladung zwischen dem dritten und dem zweiten Gitter auf und Überzüge, Grate und Schmutz werden von dem zweiten Gitter entfernt, wodurch eine Kathodenstrahlröhre mit zufriedenstellenden dielektrischen Eigenschaften erzielt wird und unnötige Elektronenemissionen von dem zweiten Gitter unterdrückt werden.

Der Grund, warum der Taupunkt nicht höher als 25°C festgelegt wird, wird im folgenden beschrieben.

Es wurde festgestellt, daß bei Massenproduktions­ linien die Kriechentladungs-Schwellenspannung im Röhrenfußanschlußbereich dazu neigte, abzunehmen, insbesondere während der Regensaison mit hohen Temperaturen und hoher Feuchtigkeit und daß es sehr wirksam war, die Feuchtigkeitsmenge in der Hochdruck- Gasatmosphäre zu reduzieren.

Fig. 8 zeigt eine Experimentiervorrichtung zum Zwecke, experimentell die Beziehung zwischen Taupunkt und Kriechentladungs-Schwellenspannung aufzustellen. In der Figur ist ein Befeuchter 28 mit einer Heizvorrichtung 29 vorgesehen, um den Befeuchtungsgrad zu steuern. Der Taupunkt kann frei festgesetzt werden, indem die Temperatur des Hochdruckgases mit der Heizvorrichtung 29 eingestellt wird.

Fig. 9 zeigt die Ergebnisse der experimentellen Studie der Beziehung zwischen dem Taupunkt und der Kriechentladungs-Schwellenspannung in dem Röhrenfußanschlußbereich unter Verwendung der Experimentiervorrichtung. Wie zu erkennen ist, liegt die Kriechentladungs-Schwellenspannung nur bei ungefähr 18 kV, wenn der Taupunkt 30°C beträgt und wenn die Raumtemperatur 40°C und der Druck im Behälter 21 2 bar ist. Wenn der Taupunkt 25°C oder weniger ist, steigt allerdings die Kriechentladungs-Schwellenspannung und bei 20°C oder darunter stabilisiert sie sich bei 40 kV.

Wenn darüber hinaus der Druck innerhalb des Behälters 21 auf 4 bar festgelegt wird, wird der gewünschte Effekt erzielt, wenn der Taupunkt 15°C oder weniger beträgt.

Wenn die Raumtemperatur in der Größenordnung von 20°C wie im Winter war, mußte der Taupunkt 10°C oder weniger sein. Wenn weiterhin der Luftdruck in dem Behälter 21 1,3 bar betrug, gab es keine Besserung der Kriechentladungs-Schwellenspannung, selbst wenn der Taupunkt niedriger gesetzt wurde.

Fig. 10 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung und betrifft eine Befestigungs/Löse­ vorrichtung für den luftdichten, die Kathoden­ strahlröhre umfassenden Behälter. In der Figur dient die Anordnung 50 zum Befestigen und zum Lösen eines Behälters 21a und umfaßt eine Vor­ richtung 51 zum Vorschieben und Zurückziehen, die durch einen nicht dargestellten Antrieb angetrieben wird und die den Behälter 21 in die Richtungen A vorwärts und rückwärts bewegt, wobei der Behälter 21a an dem Arm 51a der Vor­ richtung 51 zum Vorschieben und Zurückziehen befestigt ist und ein offenes Ende aufweist. Eine Buchse 33 ist am Boden des Behälters 21a angeordnet und eine Dichtungsanordnung 52 ist an der inneren Umfangsfläche des offenen Endes des Behälters 21a vorgesehen. Die Dichtungsan­ ordnung 52 umfaßt ein Stützglied 53 mit zylindrischer Wand 53a, das an der inneren Umfangsfläche des offenen Endes des Behälters 21 befestigt ist, einen ersten und zweiten Flansch 53b und 53c, die sich von der ersten und zweiten (untere und obere, wie in der Figur gesehen) Kante der zylindrischen Wand 53a nach innen erstrecken, um eine ringförmige Öffnung zwischen den inneren Kanten des ersten und zweiten Flansches 53b und 53c zu bilden. Die Dichtungsanordnung 52 umfaßt weiter­ hin ein hohles kreisförmiges Dichtungselement 54 aus elastischem Material, wie Gummi, das innerhalb des Stützgliedes 53 befestigt ist. Weiterhin ist ein Luftkanal 55 in Verbindung mit dem Dichtungselement 54 vorgesehen, um komprimierte Luft zuzuführen. Wenn komprimierte Luft in das Dichtungselement 54 eingelassen wird, wird sein innerer Durchmesser reduziert, wodurch das Dichtungs­ element 54 gegen den Hals 51 gedrückt wird, wenn dieser eingelassen ist, um eine luftdichte Dichtung zwischen ihnen zu bilden. Wenn die komprimierte Luft aus dem Dichtungselement 54 abgelassen wird, vergrößert sich sein innerer Durchmesser und der Hals wird von dem Dichtungs­ element 54 getrennt und die luftdichte Dichtung zwischen ihnen ist aufgehoben.

Die Funktionsweise wird nun beschrieben. Um die Hochspannungsbehandlung durchzuführen, wird der Behälter 21a zur Kathodenstrahlröhre 20 bewegt, um diese zu umschließen, wobei die Buchse 33 mit den Anschlüssen verbunden wird und keine komprimierte Luft dem Dichtungselement 54 zuge­ führt wird. Da das Dichtungselement 54 nicht aufgebläht wird, ist die Einführung einfach. Dann wird komprimierte Luft über den Kanal 55 in das Dichtungselement 54 geleitet, um dieses aufzublähen, d. h. um seinen inneren Durchmesser zum Hals 1 zu reduzieren und eine luftdichte Verbindung zwischen Hals 1 und Dichtungselement 54 herzustellen. Anschließend wird Gas unter hohem Druck in den Behälter 21a eingelassen. Bei diesem Vorgang ist es wünschenswert, daß der Luftdruck in dem Dichtungselement 54 höher ist als der Druck des Gases in dem Behälter 21a.

Der Behälter 21a wird in Richtung zur Kathodenstrahl­ röhre durch die Vorrichtung 51 zum Vorschieben und Zurückziehen gedrückt, so daß er sich nicht vom Hals löst. Unter diesen Bedingungen wird eine Hochspannung von vier- bis fünfmal der Betriebs­ spannung der Kathodenstrahlröhre von außen über die Buchse 33 zwischen das dritte Gitter 15 und andere Elektroden (einschließlich zweites Gitter 14) angelegt, um Grate oder Ablagerungen oder Schmutz zu entfernen. Die komprimierte Luft in dem Dichtungselement 54 wird dann entfernt, um das Element zu entleeren und die Vorrichtung 51 zum Vorschieben und Zurückziehen wird zurück­ gezogen, um den Behälter 21a von der Kathodenstrahl­ röhre 20 zu lösen.

Bei diesem Ausführungsbeispiel muß der Behälter 21a nur die Buchse 33, den Röhrenfuß 2 und ein Teil des Halses 1 umfassen. Die Vorrichtung kann daher sehr kompakt ausgebildet sein, der auf die Gesamtheit des Behälters 21a wirkende Druck ist geringer und es besteht eine geringere Gefahr der Explosion.

Weiterhin kann die Anordnung abgedichtet oder die Abdichtung aufgehoben werden, indem komprimierte Luft zu dem Dichtungselement zugeführt oder von diesem entfernt wird. Die Befestigung und das Lösen des Behälters 21a ist daher leicht und die Vorgänge sind einfach durchzuführen.

In Fig. 11 ist eine Vorrichtung zur Hochspannungsbehandlung gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung dargestellt, und Fig. 12 zeigt den Aufbau der Buchse in diesem Ausführungsbeispiel.

In der Figur ist ein Dichtungselement 56 aus elastischem Material, wie Gummi, an der Fläche des offenen Endes des Behälters 21a befestigt, das von der Vorrichtung 50 zum Vorschieben und Zurückziehen gegen das trichterförmige Teil 5 der Kathodenstrahlröhre 20 gepreßt wird, um den Behälter 21a luftdicht abzudichten. Eine erste Buchse 33a ist an dem Röhrenfuß 2 der Kathodenstrahlröhre 20 und eine zweite Buchse 33b an dem Boden des Behälters 21a angeordnet. Diese Buchsen sind beide mit Druckkontaktanschlüssen 33c versehen, derart, daß, wenn der Behälter durch die Vorrichtung 51 zum Vorschieben und Zurückziehen gegen den trichterförmigen Teil 5 zum Abdichten des Raumes dazwischengedrückt wird, gegenüber­ liegende Paare der Druckkontaktanschlüsse in elektrischen Kontakt gebracht werden, so daß von einer externen Quelle über sie Spannung zu den Röhrenfußanschlüssen an dem Hals 1 zugeführt werden kann.

Die Funktionsweise wird im folgenden beschrieben. Der Behälter 21a wird durch die Vorrichtung 51 zum Vorschieben und Zurückziehen vorgeschoben, um den Hals 1 der Kathodenstrahlröhre 20, der schon mit der zweiten Buchse 33 versehen wurde, zu um­ schließen. Gleichzeitig wird das Dichtungselement 56 gegen den trichterförmigen Teil 5 zur Bildung einer luftdichten Dichtung gedrückt und die Druckkontakt­ anschlüsse 33c der ersten Buchse 33a und der zweiten Buchse 33b werden in Kontakt gebracht.

Anschließend wird Gas hohen Drucks dem Behälter 21a zugeführt und wenn der bestimmte Gasdruck erreicht wird, wird eine Spannung von vier- bis fünfmal der Betriebsspannung der Kathodenstrahlröhre zwischen dem dritten Gitter 15 und anderen Elektroden (einschließlich dem zweiten Gitter 14) über die erste Buchse 33b angelegt, um Grate und Ablagerungen zu entfernen. Das Gas hohen Drucks wird dann aus dem Behälter 21a abgelassen, die Vorrichtung 51 zum Vorschieben und Zurückziehen wird zurückgezogen und der Behälter 21a von der Kathodenstrahlröhre 20 gelöst.

In den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind vier Gitter in der Elektronenkanone der Kathoden­ strahlröhre vorgesehen und die Hochspannung wird zwischen dem dritten Gitter und anderen Elektroden angelegt. Bei einer anderen Art von Kathodenstrahl­ röhre ist die Elektronenkanone mit sechs Gittern versehen und das dritte und fünfte Gitter sind miteinander verbunden, um als Fokuselektrode zu dienen. In einer derartigen Kathodenstrahlröhre wird die Hochspannung einerseits an das dritte und fünfte Gitter und andererseits an andere Elektroden angelegt.

Der Term "erste Elektrode" und "zweite Elektrode", wie in den Patentansprüchen benutzt, sollte nicht mit dem ersten Gitter und zweiten Gitter in der Beschreibung der Ausführungsbeispiele verwechselt werden.

In dem zuletzt beschriebenen Ausführungsbeispiel muß die erste Buchse 33a vorher an der Kathodenstrahlröhre befestigt werden. Der Behälter 21a kann aller­ dings in einem einzigen Vorgang an dem Hals 1 befestigt oder von diesem gelöst werden, und eine Vorrichtung zur Hochspannungsbehandlung, die einfach zu handhaben ist, wird somit erhalten.

Wenn gemäß einem Gesichtspunkt der Erfindung die Hochspannungsbehandlung in der Hochdruck- Gasatmosphäre durchgeführt wird, wird die Temperatur eines Teils des Röhrenfußes, an dem die Röhrenfußanschlüsse vorgesehen sind, über die Temperatur des Gases hohen Drucks erhöht. Der Abfall der Kriechentladungs-Schwellen­ spannung kann daher sehr einfach vermieden werden und eine Kathodenstrahlröhre von gleichbleibender Qualität kann erhalten werden. Zusätzlich können Schäden an der Buchse vermieden werden und die Produktivität erhöht werden.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung ist der Taupunkt der Hochdruck-Gasatmosphäre nicht höher als 25°C und die gleichen Wirkungen wie die oben beschriebenen können erzielt werden.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung ist eine Buchse an dem Boden des Behälters mit einem offenen Ende angeordnet, dieser Behälter wird von einer Vorrichtung zum Vorschieben und Zurückziehen getragen, die den Behälter bewegt, um den Hals der Kathodenstrahlröhre abzudecken und die entsprechenden Röhrenfußanschlüsse in Kontakt mit der Buchse zu bringen. Komprimierte Luft wird dann dem hohlen ringförmigen Dichtungs­ element, das an der inneren Umfangsfläche des offenen Endes des Behälters befestigt ist, zuge­ führt, um eine luftdichte Dichtung mit der äußeren Umfangsfläche des Halses zu bilden, Gas hohen Drucks wird dann in den Behälter geleitet und anschließend wird die Hochspannungsbehandlung durchgeführt. Die komprimierte Luft wird anschließend zum Lösen der Dichtung entfernt und die Vorrichtung zum Vorschieben und Zurückziehen wird betätigt, um den Behälter zu lösen. Dies erlaubt eine wirksame Befestigung und ein wirksames Lösen der Vor­ richtung zur Hochspannungsbehandlung vom Hals der Kathodenstrahlröhre.

In einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das offene Ende des Behälters mit einem Dichtungselement versehen, der Hals der Kathodenstrahlröhre wird mittels der Vorrichtung zum Vorschieben und Zurück­ ziehen durch den Behälter umschlossen und das Dichtungselement wird gegen den trichterförmigen Teil gedrückt, um eine luftdichte Dichtung zu bilden.

Zur gleichen Zeit werden die Röhrenfußanschlüsse und die Anschlüsse einer externen Spannungsquelle über eine Buchse mit Druckkontaktanschlüssen in Kontakt gebracht. Somit wird eine einfache Vorrichtung zur Hochspannungsbehandlung zur Verfügung gestellt.

Claims (9)

1. Verfahren zur Hochspannungsbehandlung einer Kathodenstrahlröhre mit einem von einem Röhrenfuß abgeschlossenen Hals, der eine Elektronenkanone mit mindestens einer ersten und einer zweiten Elektrode und ersten und zweiten Röhrenfußanschlüssen für die erste und zweite Elektrode aufnimmt, bei dem um den Hals herum eine Hochdruck- Gasatmosphäre hergestellt wird, und bei dem eine Spannung, die höher ist als die Betriebsspannung der Kathodenstrahlröhre, an den ersten und zweiten Röhrenfußanschluß angelegt wird, wenn die Hochdruck-Gasatmosphäre hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Teils des Röhrenfußes, an dem der erste und zweite Röhrenfußanschluß vorgesehen ist, während der Spannungsbeaufschlagung über der Temperatur der Hochdruck-Gasatmosphäre gehalten wird, wodurch eine Kriechentladung aufgrund der an den ersten und zweiten Röhrenfußanschluß angelegten Spannung vermieden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannung angelegt wird, die das Vier- bis Fünffache der während des Betriebes der Kathodenstrahlröhre an den Elektroden liegenden Spannung beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Elektrode eine Fokuselektrode ist;
daß die Elektronenkanone eine Mehrzahl von anderen als die Fokuselektrode umfaßt,
daß der Hals zusätzlich zu dem ersten und zweiten Röhrenfußanschluß Röhrenfußanschlüsse für die anderen Elektroden aufweist, und
daß die Spannung zwischen erstem Röhrenfußanschluß und den Röhrenfußanschlüssen für die anderen Elektroden angelegt wird.

4. Verfahren zur Hochspannungsbehandlung einer Kathodenstrahlröhre mit einem von einem Röhrenfuß abgeschlossenen Hals, der eine Elektronenkanone mit mindestens einer ersten und einer zweiten Elektrode und einen ersten und zweiten Röhrenfußanschluß für die erste und zweite Elektrode aufnimmt, bei dem um den Hals herum eine Hochdruck- Gasatmosphäre hergestellt wird, und bei dem eine Spannung, die höher ist als die Betriebsspannung der Kathodenstrahlröhre, an den ersten und zweiten Röhrenfußanschluß angelegt wird, wenn die Hochdruck-Gasatmosphäre hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Taupunkt der Hochdruck-Gasatmosphäre nicht höher als auf 25°C gesetzt wird, wodurch eine Kriechentladung aufgrund der an den ersten und zweiten Röhrenfußanschluß angelegten Spannung vermieden wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannung angelegt wird, die das Vier- bis Fünffache der während des Betriebes der Kathodenstrahlröhre an den Elektroden liegenden Spannung beträgt.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Elektrode eine Fokuselektrode ist,
daß die Elektronenkanone eine Mehrzahl von anderen als die Fokuselektrode umfaßt,
daß der Hals zusätzlich zu dem ersten und zweiten Röhrenfußanschluß Röhrenfußanschlüsse für die anderen Elektroden aufweist, und
daß die Spannung zwischen erstem Röhrenfußanschluß und den Röhrenfußanschlüssen für die anderen Elektroden angelegt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Hochdruck-Gas aufgeheizt wird, bevor es der Umgebung des Halses zugeführt wird.

8. Vorrichtung zum Durchführen der Hochspannungsbehandlung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch
einen Behälter (21) mit einem offenen Ende, der mit einer Buchse (33) auf seinem Boden versehen ist,
eine Vorrichtung (51) zum Vorschieben und Zurückziehen, die den Behälter trägt und ihn längs der Achse der Kathodenstrahlröhre (20) vorbewegt, bis der Behälter (21) den Hals (1) umschließt, oder zurückbewegt, um den Behälter (21) vom Hals zu lösen,
eine Dichtungsanordnung (52), die ein hohles ringförmiges Dichtungselement (54) aus elastischem Material aufweist, das an der inneren Umfangsfläche des offenen Endes des Behälters (21) angeordnet ist und dessen innerer Durchmesser verringert wird, wenn komprimierte Luft in sein Inneres geleitet wird, wobei es gegen die äußere Umfangsfläche des Halses (1) gedrückt wird und eine luftdichte Abdichtung zwischen der äußeren Umfangsfläche des Halses (1) und dem offenen Ende des Behälters (21) bildet,
Mittel zum Einführen eines Hochdruck-Gases in den Behälter (21), wenn die luftdichte Abdichtung zwischen der äußeren Umfangsfläche des Halses (1) und dem offenen Ende des Behälters (21) gebildet ist, und
Mittel zum Aufbringen einer Spannung über die Buchse an die Röhrenfußanschlüsse, wenn der Hals von dem Hochdruck-Gas umgeben wird.

9. Vorrichtung zum Durchführen der Hochspannungsbehandlung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch
einen Behälter (21) mit einem offenen Ende, der mit einer Buchse (33b) mit Druckkontaktanschlüssen (33c) an seinem Boden versehen ist und dem Hochdruck-Gas in sein Inneres zuführbar ist,
ein Dichtungselement (56) aus elastischem Material, das an dem offenen Ende des Behälters (21) angeordnet ist,
eine Vorrichtung (51) zum Vorschieben und Zurückziehen, die den Behälter (21) trägt und ihn längs der Achse der Kathodenstrahlröhre vorbewegt, bis das Dichtungselement (56) des Behälters gegen den trichterförmigen Teil (5) der Kathodenstrahlröhre (20) gepreßt wird und eine luftdichte Abdichtung zwischen dem offenen Ende des Behälters und dem trichterförmigen Teil bildet, wobei die Druckkontaktanschlüsse in dem Behälter in Kontakt mit Druckkontaktanschlüssen gebracht werden, die vorher mit den Röhrenfußanschlüssen des Halses verbunden wurden, oder zurückbewegt, bis das Dichtungselement des Behälters von dem trichterförmigen Teil getrennt wird und die Druckkontaktanschlüsse der Buchse von den mit den Röhrenfußanschlüssen verbundenen Druckkontaktanschlüssen getrennt werden,
Mittel zum Einführen eines Hochdruck-Gases in den Behälter, wenn die luftdichte Abdichtung hergestellt ist, und
Mittel zum Anlegen einer Spannung über die Druckkontaktanschlüsse an die Röhrenfußanschlüsse, wenn der Hals von dem Hochdruck-Gas umgeben wird.