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Technisches Gebiet
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Die
Erfindung befaßt
sich mit einer Vorrichtung zum Zusammenbau von Elektronenstrahlerzeugersystemen
für Bildröhren, insbesondere
mit Vorrichtungen deren Dornanordnungen während des Zusammenbaus der
Elektronenstrahlerzeugersysteme die Öffnungen der verschiedenen
Gitter durchdringen.
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Dornanordnungen
zum Ausrichten von Elektronenstrahlerzeugersystemen für Bildröhren sind
im Stand der Technik weitgehend bekannt, so daß eine eingehende Erörterung
der Ausildung und der Funktionsweise derartiger Anordnungen nicht
notwendig ist. Zum besseren Verständnis dieser Anmeldung wird
jedoch auf eine Dornanordnung Bezug genommen, welche aus
DE 34 21 384 A1 bekannt
ist. Die dort mit
1 bezeichnete
Vorrichtung zeigt eine Anordnung von drei Dornen. Jeder dieser Dorne
hat einen von unten nach oben abnehmenden Querschnitt. Zur Erhöhung der
Ausrichtgenauigkeit sind die Querschnitte der Dorne, mit welchen
sie an den Wandungen der Gitteröffnungen
anliegen, nicht rund, sondern im wesentlichen elliptisch ausgebildet.
Auf die Dornanordnung ist ein aus vier Gittern (G1 – G4) gebildetes
Elektronenstrahlerzeugersystem aufgeschoben. Zur Einhaltung der
Abstände
zwischen den verschiedenen Gittern in axialer Richtung der Dorne
sind Distanzstücke
vorgesehen, welche radial zu den Dornen zwischen den verschiedenen
Gittern angeordnet werden können.
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Eine
prinzipiell ähnlich
aufgebaute Vorrichtung zum Aufbau von Elektronenstrahlerzeugungssystemen
mit einer Dornanordnung ist in
EP 0 158 388 B1 beschrieben. Hierbei werden
zwei verschiedene Bezugsebenen für
die Positionierung der Elektroden in axialer Richtung vorgesehen.
Neben der Oberfläche
der Basis sind dies Stufenflächen
an den äußeren Zentrierdornen.
Durch die Verwendung zweier Bezugsebenen kann einer Fehlerfortpflanzung
von Elektrode zu Elektrode bei der axialen Positionierung entgegengewirkt
werden.
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Ferner
ist es bekannt, dass zumindest einige Gitter sogenannte Durchzüge aufweisen.
Hierbei handelt es sich – wie
beispielsweise in
DE 43 39 950 A1 ausgeführt – um rohrförmig ausgebildete
Ansätze, welche
die Öffnungen
im Gitterboden in ihrer Tiefe verlängern. Allgemein werden diese
Durchzüge
während
des Stanzens des jeweiligen Gitterbauteils mit ausgebildet. Von
derart ausgebildeten Gittern ist aber bekannt, dass die gebildeten
Durchzüge
relativ großen
Fertigungstoleranzen unterliegen. Hierzu sei auf
DE 24 12 541 B2 wiesen.
Werden derartige ausgebildete Gitter auf eine bekannte Dornanordnung
aufgeschoben, ist es notwendig, den jeweiligen Dornquerschnitt so
zu bemessen, dass noch Gitter, deren Öffnungen bzw. Durchzüge in einem
akzeptablen Toleranzbereich liegen, auf die Dornanordnung aufschiebbar
sind. Dies heißt
aber, dass die Gitter, wenn sie auf die Dornanordnung aufgeschoben
sind, in jedem Fall radial zu den Dornen verschiebbar bzw. verdrehbar
sind. Diese Verschiebbarkeit nimmt ferner mit steigendem Gebrauch
der Dornanordnung durch den damit verbundenen Verschleiß zu.
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Unter
einem Twistfehler bei Elektronenstrahlerzeugersystemen wird ein
solcher verstanden, bei dem die Ebene der Öffnungen in einem Gitter zu der
Ebene der Öffnungen
in einem anderen Gitter verkippt ist, d.h. eine durch die Mittelpunkte
der Gitteröffnungen
des einen Gitters gelegte Linie zu der Linie, welche durch die Mittelpunkte
des anderen Gitters gelegt ist, einen Winkel α einschließt. Letzteres ist schematisch
in 3 näher gezeigt.
In dieser 3 repräsentiert
die Linie X die Solllage, auf welcher die Mittelpunkte der Gitteröffnungen
eines Gitters liegen sollten, um zu den Gitteröffnungen eines anderen – davor
oder dahinter angeordneten – Gitters
ausgerichtet zu sein. Eine solche Idealausrichtung von zwei hintereinander
angeordneten Gittern in Bezug auf ihre Gitteröffnungen ist durch die gestrichelte
Darstellung der Gitteröffnungen
veranschaulicht. Hat jedoch die Linie X, welche die Mittelpunkte der
Gitteröffnungen
des einen Gitters verbindet, einen Winkel α zu der Linie X', welche die Mittelpunkte der
Gitteröffnungen
eines beispielsweise dahinterliegenden Gitters verbindet, spricht
man von einem Twistwinkel. Dieser Twistwinkel α beträgt in der Darstellung gemäß 3 aus Gründen der besseren Verdeutlichung
5°. Ergänzend sei
in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß je nach gegebenen Toleranzabweichungen
auch α und α' unterschiedlich
groß sein
können.
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Ein
solcher Twistwinkel α ist
bei einem viergittrigen Elektronenstrahlerzeugersystem zwischen Gitter
4 und
dem Auslaufteil von Gitter
3 (vergleiche
1 von
DE 34 21 384 A1 besonders kritisch.
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Da
aber bei der Verwendung von Dornanordnungen der oben bezeichneten
Art zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen ein Radialspiel der Gitter auf
den Dornen nicht ausschließbar
ist, kann es vorkommen, daß die
durch die Gitteröffnungen
im Auslaufteil von Gitter 3 gelegte Ebene zu der Ebene,
welche durch die Gitteröffnungen
in Gitter 4 gelegt ist, einen Twistwinkel α hat.
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Die
durch den Twistwinkel α hervorgerufenen
Abbildungsfehler auf der Bildröhre
werden dadurch kompensiert, daß im
Strahlengang des Elektronenstrahlerzeugersystems Magnetpole vorgesehen
werden, welche durch entsprechende Aufmagnetisierung den Verlauf
der Elektronenstrahlen so beeinflussen, daß diese in Linie, d. h. in
einer Ebene in den Bereich der Röhre
eintreten, welche mit der Ablenkanordnung versehen ist.
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Die
Verwendung von Magnetpolen sowie die Aufmagnetisierung dieser Pole
verursacht nicht unerhebliche Herstellungskosten. Außerdem führt die Verwendung
von Magnetpolen zur Reduzierung der Schärfe.
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Daher
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Ausrichten
von Elektronenstrahlerzeugersystemen anzugeben, welche die bestehenden
Twistprobleme ausschließt
bzw. soweit reduziert, daß Magnetpole
zur Twistkorrektur überflüssig werden.
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Darstellung
der Erfindung Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Dornanordnung Justierstifte
aufweist, die, wenn das Gitter 4 auf die Dornenanordnung
aufgeschoben ist, Öffnungen
durchdringt, welche im Gitter 4 ausgebildet sind.
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Sind
zusätzlich
zu den Dornen, welche die Elektronenstrahldurchtrittsöffnungen
des Gitters 4 durchdringen, Justierstifte vorhanden, welche
zum einen zu den Dornen ausgerichtet sind und welche vorbestimmte Öffnungen
im Gitter 4 durchdringen, wenn dieses auf die Dornenanordnung
aufgeschoben ist, so werden die in Linie angeordneten und toleranzbehafteten
Elektronenstrahldurchtrittsöffnungen
bzw. Durchzüge
in Gitter 4 mittels der Justagestifte und der Öffnungen,
in welche die Justagestifte eingreifen, so ausgerichtet, daß ein Verdrehen
des Gitters 4 aufgrund eines notwendigerweise zwischen Dornen
und Durchtrittsöffnungen
vorhandenen Spiels ausgeschlossen ist. Dem liegt die Erkenntnis zugrunde,
daß, im
Gegensatz zu den mit angeformten Durchzügen versehenen Gitteröffnungen, Öffnungen,
die lediglich die Materialdicke eines Teils des Gitters durchdringen,
mit sehr viel engerer Toleranz vor, während oder nach dem Stanzen
des Gitters hergestellt werden können.
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Da
bei vielen Elektronenstrahlerzeugersystemen der sogenannte Konvergenztopf
erst später,
d. h. nach der Entnahme des Teilsystems von der Dornanordnung mit
dem jeweiligen Gitter verbunden wird, weisen diese Gitter zur Montage
des Konvergenztopfes Öffnungen
auf.
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Stellvertretend
hierfür
sei auf
DE 32 18 849 C2 (Bezugszeichen
28)
hingewiesen. Werden jedoch – wie
in Anspruch 2 angegeben – diese Öffnungen zur
Montage des Konvergenztopfes gleichzeitig zur Twistkorrektur verwendet,
indem die Justierstifte in diese Öffnungen eingreifen, entfallen
durch diese doppelte Verwendung der in diesem Gitter vorhandenen Öffnungen
besondere Herstellungskosten zur Beseitigung des Twistfehlers.
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Schon
an dieser Stelle sei ausgeführt,
daß die über die
Justierstifte herbeigeführte
Twistkorrektur nicht auf das Gitter
4 beschränkt ist.
Vielmehr kann, wenn etwa das Gitter
3 aus vier Bauteilen
gefertigt wird (siehe
1,
DE 34 21 384 A1 ,
auch dort eine Twistkorrektur über
Justagestifte
und entsprechende Öffnungen
herbeigeführt
werden.
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Kurze Darstellung der
Figuren
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Es
zeigen:
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1 eine Dornanordnung in
Seitenansicht;
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2 einen Schnitt AA gemäß 1; und
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3 einen Schnitt AA gemäß 1 (schematisch).
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Ausführungsbeispiele der Erfindung
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Ausführungsbeispiele
der Erfindung sollen anhand der Figuren näher erläutert werden.
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In 1 ist eine Dornanordnung 10 im
Seitenschnitt gezeigt. Auf diese Dornanordnung 10, welche
von einer Bodenplatte 11 und darauf angeordneten Dornen 12 gebildet
ist, sind zwei Gitter 13.1 und 13.2 mit ihren
Gitteröffnungen 14 aufgeschoben.
Dabei liegt das Gitter 13.1, welches das Gitter 4 eines Elektronenstrahlerzeugersystems
repräsentiert,
mit seinem Rand 15 auf der Bodenplatte 11 auf.
Das andere Gitter 13.2, welches das Auslaufteil von Gitter 3 bildet,
ist mit seinem Topfboden 16.2 dem Topfboden 16.1 von
Gitter 4 (13.1) zugewandt. Zwischen beiden Topfböden 16.1, 16.2 ist
ein Distanzstück 17 zwischengelegt,
um die beiden Gitter 13.1, 13.2 während ihres
Verbindens auf der Dornanordnung 10 auf Abstand zu halten.
Deutlich ist der Darstellung gemäß 1 entnehmbar, daß die Gitteröffnungen 14 von
beiden Gittern 13.1, 13.2 angeformte Durchzüge 18 aufweisen.
Die Dorne 12, welche im Bereich der Durchzüge 18 ausgebildete
Verdickungen 19 haben, liegen mit diesen Verdickungen 19 entweder
an den Wandungen der Durchzüge 18 an
oder haben zu diesen einen geringen Abstand. In 1 ist dies nur für den mittleren Dorn gezeigt,
weil die Verdickungen 19 der beiden äußeren Dorne 12 sich
in der Darstellung gemäß 1 senkrecht zur Papierebene
erstrecken und somit in dieser Darstellung nicht sichtbar sind.
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Wie
die Lage der Dorne und ihrer Verdickungen 19 genau ausgebildet
ist, ist 2 näher entnehmbar,
welche einen Schnitt AA gemäß 1 zeigt. Diese 2 zeigt, daß die Verdickungen 19 nicht
rund, sondern kreissegmentförmig
ausgebildet sind. Der mittlere Dorn 12 liegt mit seinen
die Verdickung 19 bildenden Segmenten an der Wandung des mittleren
Durchzugs 18 an. Die Verdickungen 19 bzw. Segmente
der beiden äußeren Dorne
haben keinen Kontakt zu den sie umrandenden Wandungen der diesen
Dornen 12 zugeordneten Durchzüge 18.
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Trotz
dieser Gegebenheiten sind die Gitteröffnungen 14 bzw. Durchzüge 18 zu
den Dornen 12 ausgerichtet, was sich darin äußert, daß die senkrecht
zur Papierebene verlaufenden Mittelpunktachsen aller Durchzüge 18 und
aller Dorne 12 in der Darstellung gemäß 2 zusammenfallen. Auf die Gründe für diese
Ausrichtung wird später
noch gesondert eingegangen.
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Daß die in 2 gezeigte Ausrichtung nicht zwingend
ist, wenn ein Gitter 13 auf die Dornanordnung 10 aufgeschoben
wurde, wurde schon in Zusammenhang mit 3 erläutert.
Die dort gemachten Ausführungen
bezogen sich auf die Winkelbeziehung zwischen zwei verschiedenen
Gittern 13 bzw. deren Öffnungen 14 zueinander.
Die gleichen Verhältnisse
sind aber auch gegeben, wenn nur ein Gitter 13 mit seinen
Gitteröffnungen 14 auf
eine Dornanordnung 10 aufgeschoben ist, da in diesem Fall
eine durch die Mittelpunkte der Dorne 12 gelegte Linie
X die Sollage für
die Gitteröffnungen 14 vorgibt,
zu welcher ein aufgeschobenes und toleranzbehaftetes Gitter 13 eine
Fehllage haben kann.
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Liegen
wie in 2 gezeigt – die Verdickung 19 bzw.
die Segmente des mittleren Dorns 12 an der Wandung des
mittleren Durchzugs 18 an, fallen die Mittelpunkte des
mittleren Durchzugs 18 und des mittleren Dorns 12 zusammen.
Da die Verdickungen 19 der beiden äußeren Dorne 12 aber
keinen Kontakt zu den Wandungen der äußeren Durchzüge 18 haben
(siehe 2), läßt sich
das Gitter 13.1 auf der Dornanordnung 10 so lange
in Pfeilrichtung P verdrehen bzw. bewegen, bis eine der beiden äußeren Verdickungen 19 bzw.
ein Segment mit der Wandung von einem der beiden äußeren Durchzüge 18 in
Kontakt gerät.
Welche Verdrehung ein auf die Dornanordnung 10 aufgeschobenes
Gitterteil 13.1 dann letztlich zur Dornanordnung 10 aufweist,
ist weitgehend unbestimmt. Um dies zu vermeiden sind – wie 1 zeigt – in der Bodenplatte Justierstifte 19 vorgesehen,
welche in im Rand 15 des Gitters 13.1 vorgesehene Öffnungen 20 eingreifen.
Diese Öffnungen 20 sind
ohne Durchzüge
ausgebildet, so daß sie
im Vergleich zu den mit den Durchzügen 18 versehenen Gitteröffnungen 14 mit
sehr viel größerer Genauigkeit ausgebildet
werden können.
Wird ein Gitter 13.1 auf eine mit den Justierstiften 19 versehene
Dornanordnung 10 aufgeschoben, durchgreifen die Justierstifte 20 die
im Rand 15 ausgebildeten Öffnungen 20. Dadurch
wird das Gitter 13.1 unabhängig davon, welche Lage die
Mittelpunkte der Gitteröffnungen 14 zu
den Mittelpunkten der Dorne 12 haben, innerhalb des zwischen
den Dornen 12 und den Gitteröffnungen 14 bestehenden
Toleranzspiels immer lagerichtig ausgerichtet.
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Wie
im Zusammenhang mit 2 gezeigt, sind
die Öffnungen 20 sowie
die Justierstifte 19 zueinander diagonal angeordnet und
haben jeweils einen kreisrunden Querschnitt. Daß der Querschnitt der Justierstifte 19 sowie
der Öffnungen 20 kreisrund ist,
ist nicht wesentlich. Wesentlich ist nur, daß die Öffnungen 20 zu den
jeweils verwendeten Stiften 19 mit hoher Präzision ausbildbar
sind. Sofern es erforderlich ist, können die Stifte 19 auch
eine im Zusammenhang mit den Dornen 12 gezeigte Kreissegmentform
haben.
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Ferner
wird darauf hingewiesen, daß auch eine
Verwendung von Öffnungen 20 und
Stiften 19, welche die Öffnungen 20 durchdringen,
nicht notwendig ist, wenn sichergestellt ist, daß Randbereiche des Gitters 13.1 vorhanden
sind, die sehr präzise
ausbildbar sind. In diesem Fall kann die Ausrichtung des Gitters 13.1 auch
an diesen Randflächen
erfolgen, sofern auf der Bodenplatte 11 entsprechende Anschläge vorhanden
sind. Letzteres ist in 2 gestrichelt dargestellt.
Hierbei ist der Anschlag 21.1 links unten von einem Winkelstück gebildet,
während
der Anschlag rechts oben von zwei Anlagestiften 21.2 gebildet
wird, die an den Randseiten des Gitters 13.1 anliegen.
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Wird
jedoch das Gitter 4 (13.1) später mit einem Konvergenztopf
(nicht gezeigt) versehen und weist dieses Gitter 4 (13.1)
für diesen
Zweck schon im Rand 15 vorgesehene Öffnungen 20 auf, können diese Öffnungen 20 zum
Einsetzen von Justierstiften 19 genutzt werden, ohne daß für den twistfreien
Zusammenbau weitere Modifikationen am Gitter 4 (13.1)
vorgenommen werden müssen.