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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Farbbildröhre mit einer Schattenmaske,
die an einem peripheren Rahmen befestigt ist, der relativ zu einem Kathodenleuchtschirm
aufgehängt
ist, und insbesondere ein Tragsystem für eine Maskenrahmenanordnung
in einer derartigen Röhre,
die eine verbesserte Verarbeitungsmöglichkeit von Stößen aufweist.
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In
den meisten Farbbildröhren
ist ein peripherer Rahmen, der eine Schattenmaske trägt, durch Federn
in einer Schirmträgerplatte
aufgehängt,
die entweder direkt mit dem Rahmen oder mit Platten verschweißt ist,
die danach an dem Rahmen verschweißt werden. In großen Farbbildröhren ist
es allgemein üblich,
vier Federn zum Tragen einer Maskenrahmenanordnung in einer rechteckförmigen Schirmträgerplatte
einer Röhre
zu benutzen. In vielen derzeitigen Röhren liegen die Federn an den
vier Ecken des Rahmens, um eine Verdrehung und Verschiebung der
Anordnung in dem Rahmen zu minimieren. Eine Öffnung in jeder Feder erfasst
einen Metallsteg, der an einer Innenkante einer Glasplatte befestigt
ist. Eine Anordnung zur Bildung einer derartigen Eckenstütze ist
beschrieben in der
US 4 723 088 ,
ausgegeben an Sone et al. am 02. Februar 1988. Diese Patentschrift
zeigt einen Maskenrahmen mit abgestutzten Ecken an jeder Ecke. In
den mit "Stand der
Technik" bezeichneten
Beispielen trägt die
Maskenrahmenanordnung abgebogene Metallplatten, die an einem Ende
mit dem Rahmen verschweißt
sind und an dem anderen Ende eine Öffnung aufweisen. Die Öffnung erfasst
einen Metallsteg, der in die Plattenseitenwand eingebettet ist. Das
Patent von Sone et al. lehrt die Bildung einer Stütze aus
zwei Teilen, die miteinander verschweißt sind. Ein erstes Teil mit
einer flachen Trägerplatte
ist an mehreren getrennten Punkten mit einem Maskenrahmen verschweißt. Das
zweite Teil ist an einem Ende mit dem ersten Teil verschweißt und enthält an dem
anderen Ende eine Öffnung,
die einen Trägersteg
in der Plattenseitenwand erfasst.
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Die
Anwendung eines Eckenstützsystems für die Stützung einer
Schattenmaske einer Farbbildröhre
bietet verschiedene Vorteile gegenüber einem einachsigen Stützsystems.
Jedoch hat das Stützsystem
an den Ecken die unerwünschte
Eigenschaft eines unsymmetrischen Widerstands gegenüber Stoßbelastungen.
Röhren
mit Anwendung von Eckenstützsystemen
sind im allgemeinen weniger geeignet zur Auf nahme von Stoßlasten
in der horizontalen (X) Richtung und führen die Schattenmaske in einem
tolerierbarem Abstand von seiner Ursprungslage zurück, als
es für
Stoßlasten
in Vertikalrichtung (Y) ist.
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Das
Maß der
Fähigkeit
zur Stoßbelastung
ist eine ständige
Verformung des Maskenstützsystems durch
Unterwerfung der Röhrenanordnungen
einer Beschleunigung in X-Richtung. Eine derartige Verformung führt im Allgemeinen
zu einer Fehlausrichtung der Maskenöffnungen gegenüber ihren
Nenn-Lagen, was wiederum Lagefehler in der Landung der Elektronenstrahlen
bewirkt. Derartige Fehllandungen werden im Allgemeinen als eine
Fehlausrichtung bezeichnet, und beim Betrieb der Bildröhren sind
die Folgen der Fehlausrichtung Ungleichmäßigkeiten in einem weißen Bild
und Farbreinheitsfehler. Wie im Stand der Technik bekannt, sind
die Röhren
mit einem kontinuierlichen Zeilenschirm aufgrund ihrer grundsätzlichen
Wirkungsweise sehr tolerant gegenüber Ausrichtfehlern in der
Y-Richtung, jedoch sehr intolerant gegenüber Ausrichtfehlern in der
X-Richtung.
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Wie üblicherweise
auf einem Schattenmaskenrahmen angeordnet, sind die Federn für das Eckenstützsystem
in der Radialrichtung flexibel und in der Tangentialrichtung sehr
steif. Diese Federn sind im Allgemeinen an den diagonalen Ecken
der Maske befestigt. Da die Maskendiagonale nicht bei 45° zu den X-
und Y-Achsen liegt, z. B. in einer Röhre mit einem Bildverhältnis (X
zu Y) von 4 × 3
oder 16 × 9,
sind die Steifheiten des resultierenden Systems in der X- und der
Y-Richtung nicht gleich.
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In
Röhren
mit einem Seitenverhältnis
von 4 × 3
bildet eine Linie, die die Federn an gegenüberliegenden Ecken verbindet,
einen Winkel von 36,87° gegenüber der
Horizontalachse (X). Ein Fachmann auf diesem Gebiet würde annehmen,
dass die Fähigkeit
in der Verarbeitung von Stößen in der
horizontalen (X) Richtung etwa 75% (Tangens 36,87°) in der Vertikalrichtung
(Y) besteht. Für
Röhren
mit einem Bildseitenverhältnis
von 16 × 9
ist zu erwarten, dass die Differenz zwischen den Fähigkeiten
zur Verarbeitung von Stoßbelastungen
in der X- und Y-Richtung größer sind.
Der Diagonalwinkel der Feder für
eine Röhre
mit einem Seitenverhältnis
von 16 × 9
beträgt im
Allgemeinen 29,00°.
Daraus sollte man erwarten, dass die Fähigkeit der Stoßverarbeitung
in der X-Richtung etwa 55% (Tangens 29,00°) von der in der Y-Richtung
beträgt.
Es wurde herausgefunden, dass die Fähigkeit der Stoßverarbeitung
einer Röhre mit
einem Seitenverhältnis
von 16 × 9
in manchen Anwendungen inakzeptabel sein kann. Die vorliegende Erfindung
befasst sich mit dem Problem einer unzureichenden Fähigkeit
für die
Stoßbelastung
in einer Röhre
mit einem Bildseitenverhältnis
von 16 × 9.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält eine
Farbbildröhre
einen evakuierten Kolben mit einer rechteckförmigen Schirmträgerplatte
mit zwei annähernd
parallelen langen Seiten, zwei annähernd parallelen kurzen Seiten
und vier Ecken. Die Platte enthält
eine Schirmträgerplatte
und eine periphere Seitenwand. Die Platte enthält eine Schattenmasken-Rahmenanordnung
mit darin befestigten Federn an den vier Ecken der Platte. Die Federn
enthalten die Stege erfassende Öffnungen,
die an der peripheren Seitenwand der vier Ecken liegen. Die Platte
enthält
zusätzlich
Stege auf der peripheren Seitenwand in der Nähe der Mitten wenigstens eines
Paares von im Wesentlichen parallelen Seiten der Platte. Klammern
liegen an gegenüberliegenden
Seiten der Schattenmaskenanordnung an den Stellen der zusätzlichen
Stege. Die Klammern beinhalten darin Schlitze. Die Schlitze sind
an ihren der Trägerplatte zugewandten
Seiten offen. Die zusätzlichen
Stege liegen innerhalb der Schlitze.
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In
der Zeichnung:
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1 zeigt
eine axiale Seitenansicht einer Farbbildröhre.
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2 ist
eine Draufsicht einer Schattenmaskenrahmen-Anordnung mit der vorliegenden
Erfindung, befestigt in einer Trägerplatte
der Röhre
von 1.
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3 ist
eine Perspektive einer an einem Rahmen befestigten Bewegungs-Arretierklammer.
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4 ist
eine Perspektive der die Bewegung verhindernden Klammer von 3,
verbunden mit einem Stützsteg.
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5 ist
dieselbe Perspektive einer anderen, die Bewegung verhindernden,
an dem Rahmen befestigten Klammer.
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6 ist
eine Perspektive einer dritten, die Bewegung verhindernden, an einem
Rahmen befestigten Klammer.
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1 zeigt
eine rechteckförmige
Farbbildröhre 8 mit
einem Glaskolben 10 mit einer rechteckförmigen Schirmträgerplatte 12 und
einem über
einem rechteckförmigen
Trichter 16 damit verbundenen röhrenförmigen Hals 14. Die
Platte 12 enthält
einen Bildschirm 18 und einen peripheren Flansch oder Seitenwand 20,
die mit dem Trichter 16 verschweißt ist. Die ebenfalls in 2 dargestellte
Schirmträgerplatte 12 enthält zwei
orthogonale Achsen: eine Hauptachse X im Wesentlichen parallel zu
den langen Seiten 22 und 24 (im Allgemeinen horizontal)
der Platte 12 und eine Nebenachse Y parallel zu zwei im Wesentlichen
parallelen kurzen Seiten 26 und 28 (im Allgemeinen
vertikal) der Platte 12. Die Hauptachse und die Nebenachse
liegen senkrecht zu einer longitudinalen Mittenachse Z der Röhre, die
durch den Mittelpunkt des Hals 14 und dem Mittelpunkt der
Platte 12 verläuft.
Ein mosaikförmiger
Drei-Farben-Phosphorschirm 30 liegt
auf der Innenfläche
der Schirmträgerplatte 18.
Der Schirm 30 ist vorzugsweise ein Zeilenschirm, bei dem
sich die Phosphorlinien im Wesentlichen parallel zu der Nebenachse
Y erstrecken. Alternativ kann der Schirm ein Punktschirm sein. Eine
mit vielen Öffnungen
versehene Farbauswahlelektrode oder Schattenmaske 32 ist
lösbar
innerhalb der Platte 12 befestigt. Die Schattenmaske 32 ist
Teil einer Maskenrahmenanordnung 38, die ebenfalls einen
peripheren Rahmen 40 enthält. Die Maskenrahmenanordnung 38 enthält außerdem vier Federn 42,
die vier Stützstege 34 erfassen,
die in den vier Ecken der Platte 12 in einem vorbestimmten
Abstand zu dem Schirm 30 liegen. Eine Elektronenkanone 36 liegt
zentrisch in dem Hals 14 und erzeugt und richtet drei Elektronenstrahlen
entlang konvergenten Wegen durch die Maske 32 zu dem Schirm 30.
Ein magnetisches Ablenkjoch 41 ist bei der Hals-/Trichterverbindung
befestigt.
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Die
vorliegende Erfindung verbessert die Stoßbehandlung, insbesondere für eine 16 × 9 Röhre durch
zusätzliche
zwei Klammern 50 und 52 an der Maskenrahmenanordnung 38 und
zwei zusätzliche Stege 54 und 56 an
der Platte 12 als Mittel zum Stoppen einer Bewegung der
Maskenrahmenanordnung 38 entlang der Hauptachse X der Röhre 8,
wie sie durch einen Stoß verursacht
wird. Jede Klammer 50 oder 52 ist U-förmig und
besteht aus einer einzigen Metallplatte. Wie in den 3 und 4 gezeigt,
ist ein Schenkel 57 der U-förmigen Klammer an dem Rahmen 40 befestigt, während der
andere Schenkel 58 einen Schlitz 59 aufweist,
der über
den Boden 60 der U-förmigen
Klammer offen ist. Wegen der Öffnung
in dem Schlitz 59 können
die Klammern 50 und 52 auf ihren jeweiligen Steg 54 und 56 gleiten,
ohne dass eine zusätzliche
Einheit zum Herunterdrücken der
Klammern notwendig ist. Daher kann die Maskenrahmenanordnung 38 eingesetzt
oder entfernt werden von der Platte 12 nur durch Herunterdrücken der
vier Eckfedern 42. Der Widerstand gegen eine zusätzliche
Stoßbelastung
in der X-Richtung wird erreicht, wenn die zusätzlichen Stege die Seiten der Klammerschlitze
erfassen, wenn die Schattenmaskenrahmenanordnung eine Ablenkung
in der X-Richtung beginnt.
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Um
die Lage der Schattenmaske 32 in der Platte 12 nicht
zu ändern,
wie sie durch die vier Eckenstützfedern 42 definiert
ist, sind die Klammern 50 und 52 mit dem Rahmen 40 verschweißt, nachdem
die Schattenmaske in dem Rahmen angebracht ist. Vorzugsweise gibt
es für
die Klammern 50 und 52 kleine Toleranzen von 0,127
mm zwischen den Stegen 54 und 56 und den Klammerschlitzen 59.
Die Anwendung eines offenen Schlitzes in einer Klammer, wie hier
gezeigt, verhindert eine Störung
während des
Einsetzens und des Herausnehmens der Schattenmaske. Außerdem bilden
die Klammern keine Störung
mit der anderen Verarbeitungseinheit, die bei der Röhrenherstellung
benutzt wird.
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Die
Form der benutzten Klammern kann sich in einem bestimmten Ausmaß ändern von
derjenigen, die anhand der ersten Ausführungsform beschrieben wurde.
Zum Beispiel ist eine in 5 dargestellte Klammer 61 J-förmig, und
die in 6 dargestellte andere Klammer 64 hat
eine etwas gedrehte J-Form. Beide diese Klammern 61 und 64 enthalten Schlitze 62 bzw. 66,
die gegenüber
der Schirmträgerplatte 18 offen
sind, damit der Einsatz und die Abnahme der Maskenrahmenanordnung
ohne Herunterdrücken
der Klammern erfolgen kann. Die Schlitze sind im Allgemeinen Y-förmig, wobei
der obere kegelförmige
Teil zum Erfassen und zum Richten der Klammer während des Maskenaufbaus auf
einem Steg dient. Der Hauptboden der Y-Form ist V-förmig, um während der
Anordnung der Klammer auf dem Rahmen den Schlitz genau auf den Steg
zu zentrieren. Sobald der Schlitz zentriert ist, wird die Klammer leicht
zurück
bewegt, so dass der Steg zwischen den beiden geraden parallelen
Seiten des Schlitzes mit geringen Toleranzen dazwischen zentriert
wird.
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Nachdem
die Klammer derart zurückgezogen
ist, wird sie mit dem Rahmen verschweißt.
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Es
erfolgten Versuche mit zwei Röhren
mit einer Diagonalen von 97 cm und einem Seitenverhältnis 16 × 9. Eine
erste Röhre
enthielt die vier Eckenfedern, jedoch keine Klammern. Die zweite Röhre wurde
mit zwei Klammern zusätzlich
zu den vier Eckenfedern ausgebildet. Versuche zeigen, dass die erste
Röhre keine
Stoßbehandlung
zur Tolerierung eines Stoß in
der X-Richtung 25 g hatte, während
die zweite Röhre
mit den beiden dargestellten Klammern eine zufrieden stellende Fähigkeit
zur Verarbeitung eines Stoßes
in der X-Richtung und bei Stoßwerten
bis zu 35 g enthielt.
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Wenngleich
die vorliegende Erfindung an einer Röhre mit einem Zeilenschirm
beschrieben wurde, die empfindlicher gegenüber horizontalen Fehlausrichtungen
ist als die vertikale Fehlausrichtung, soll dies natürlich bedeuten,
dass die Erfindung auch bei einer Röhre mit einem Punktschirm benutzt werden
kann, der in der horizontalen und der vertikalen Richtung empfindlich
gegenüber
einer Fehlausrichtung ist. Im letzteren Fall könnten jedoch zwei zusätzliche
Klammern bei den Mitten der kurzen Seiten der Platte befestigt werden,
um ebenfalls das Verhalten gegenüber
Stoßbelastungen
in der Vertikalrichtung zu verbessern.