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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine
Elektronenkanonenanordnung für eine Kathodenstrahlröhre (CRT) und
insbesondere auf eine Anordnung zur Versteifung der Seitenwand
eines schalenförmigen Elements einer Inline-Anordnung für eine
Mehrstrahl-Kathodenstrahlröhre.
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Die Elektrodenelemente einer
Inline-Elektronenkanonenan-Ordnung sind in Reihe angeordnet, um eine Vielzahl von
Elektronenstrahlen entlang einen Abstand voneinander aufweisender,
koplanarer Elektronenstrahlwege zu beschleunigen und zu
fokussieren. Die Elektrodenelemente der Kanonenanordnung sind
mechanisch durch Befestigungsansätze und -nasen an wenigstens
zwei isolierenden Tragstangen befestigt, die sich entlang der
Strahlenwege erstrecken. Allen Elektrodenelementen gemeinsam
sind mehrere darin angeordnete räumlich bezogene Öffnungen,
die an entsprechende Elektronenstrahlen angepaßt sind, die in
der Elektronenkanonenanordnung erzeugt werden. Es ist wichtig,
daß diese mehreren Öffnungen genau lokalisiert und in bezug
auf die jeweiligen Öffnungen in benachbarten
Elektrodenelementen und die entsprechenden elektronenerzeugenden Flächen
ausgerichtet sind. Bei der Herstellung der
Elektronenkanonenanordnung werden die Befestigungsansätze und -nasen der
verschiedenen Elektrodenelemente in die zeitweilig durch Hitze
erweichten isolierenden Tragstangen eingebettet, und dabei
werden die Tragstangen an gegenüberliegenden Seiten der
Kanonenanordnung einwärts gegen die Elektrodenelemente gedrückt,
um die Befestigungsansätze und -nasen in die Tragstangen zu
drücken. Die Druckkraft neigt dazu, eine deforrnierende Kraft
auf die einzelnen tiefgezogenen, schalenförmigen
Elektrodenelemente auszuüben, die die Haupt-Fokussierungslinse in der
Elektronenkanonenanordnung bilden.
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Die bisherige Erfahrung mit üblichen tiefgezogenen,
schalenförmigen Elektroden mit Seitenwänden von einer Länge
bis zu etwa 12,7 mm zeigt, daß diese Elektroden dazu neigen,
einen negativen oder konkaven "Ölkannen-Effekt" zu entwickeln,
d.h. die Seitenwand der Elektrode neigt dazu, sich einwärts in
Richtung auf die Elektronenstrahlachsen zu biegen. Wenn
Ansätze mit gegenüberliegenden Seiten der Seitenwand solcher
Elektroden verschweißt werden, ist ein exaktes Positionieren und
Verschweißen wegen der veränderbaren Neigung und des Ausmaßes
des auftretenden negativen "Ölkannen-Effekts" schwierig.
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Ein noch größeres Problem hat sich bei Elektronenkanonen
ergeben, bei denen ultra-tiefgezogene, schalenförmige
Elektrodenseitenwände eine Länge von mehr als 12,7 mm haben. In
solchen ultra-tiefgezogenen Elektroden tritt eine kritische
Verdünnung der Seitenwand auf. Der Scheitel des
"Ölkannen-Effekts" tritt bei diesen Elektroden bei etwa 10,16 mm von dem
Tragflansch auf, der am offenen Ende der Elektrode angeordnet
ist. In der Nähe des Scheitels verdünnt sich die Seitenwand
von der erwünschten Dicke von etwa 0,25 mm auf etwa 0,19 mm.
Wenn der 'rolkannen-Effekt" negativ oder konkav an beiden
Seiten der Seitenwand ist, ist das Problem der Positionierung der
Ansätze sohnlich wie bei den kürzeren tiefgezogenen oben
beschriebenen Elektroden. Wenn jedoch der "Ölkannen-Effekt" an
einer Seite der Seitenwand positiv oder konvex und an der
anderen Seite negativ oder konkav ist, oder wenn beide Seiten
einen positiven oder konvexen "Ölkannen-Effekt" aufweisen,
tritt ein neues Phenomen auf. Während des Einbettungsvorgangs,
bei dem die isolierenden Tragstangen auf einen Schmelzzustand
erhitzt und in Kontakt mit den Befestigungsansätzen und -nasen
der Elektronenkanone gebracht werden, wird die Seitenwand mit
dem positiven oder konvexen "Ölkannen-Effekt" durch die an der
Seitenwand der vorher konvexen Fläche angebrachte Nase
einwärts gedrückt.
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Die Einwärtsverlagerung der vorher konvexen Seitenwand
wirkt wie eine gespannte Feder. Sobald die Arme der
Einbettungsvorrichtung am Ende des Einbettungsvorgangs zurückfahren,
neigt die zusammengedrückte Seitenwand der Elektrode zur
Rückkehr in ihre vorherige konvexe Position, wodurch die
isolierenden Tragstangen, die sich noch in einem plastischen Zustand
befinden, gezwungen werden, sich nach außen auszubauchen.
Dadurch werden während des Kühl-Auslenk-Zyklus Scherkräfte in
die isolierenden Tragstangen eingeführt, die ein Reißen der
Tragstangen in der Nähe der Befestigungsansätze und -nasen
bewirken.
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Selbst bei Elektronenkanonen, bei denen die
Beanspruchungskräfte nicht ausreichend groß sind, um die Tragstangen
zum Reißen zu bringen, kann das unterschiedliche Maß des
"Ölkannen-Effekts" der Seitenwände eine seitliche Verlagerung
oder einen Versatz der ultra-tiefgezogenen Elektrode relativ
zu den anderen Elektrodenelementen der
Haupt-Fokussierungslinse verursachen. Dies führt zu einer Änderung der Lochorte
relativ zu denen in den benachbarten Elektrodenelementen,
wodurch schädliche Abstandsbeziehungen zwischen den Elektroden
und eine Verzerrung der Elektronenstrahlen-Trajektorien
bewirkt werden.
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US-Patent 4,484,102, ausgegeben für J.R. Hale am 20.
November 1984, offenbart eine Anordnung zur Versteifung der
Seitenwand einer üblichen tiefgezogenen Elektrode. Die darin
beschriebene Anordnung umfaßt eine keilförmige Schulter, die an
gegenüberliegenden parallelen Seiten der Seitenwand eines
tiefgezogenen, im wesentlichen rechteckförmigen,
schalenförmigen Elementes gebildet wird. Die keilförmige Schulter ragt
unter einem spitzen Winkel von etwa 45º von der Seitenwand nach
außen und erstreckt sich in den Lagerflansch der Elektrcde
neben den Befestigungsansätzen. Diese Anordnung reicht nicht
aus, um eine Biegung der Seitenwand von ultra-tiefgezogenen
Elektroden zu verhindern.
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US-Patent 4,595,858, ausgegeben für J.R. Hale am 17.
Juni
1986, offenbart eine Anordnung, die zur Versteifung
entweder von tiefgezogenen oder von ultra-tiefgezogenen Elektroden
geeignet ist. Es werden zwei Versteifungsrippen in jeder der
gegenüberliegenden parallelen Seiten der Seitenwand der
Elektrcde gebildet, um die Biegung der gegenüberliegenden Seiten
in der Nähe der Nasen, die an der Seitenwand angebracht und in
die Glastragstangen eingebettet sind, zu minimieren, um so
eine schädliche Verlagerung, d.h. einen "Ölkannen-Effekt" der
Elektrode zu minimieren. Die in der Seitenwand gebildeten
Versteifungsrippen sorgen jedoch nicht für eine ebene
Schweißfläche für die Nasen. Demzufolge ist eine Anordnung erwünscht,
die gleichzeitig die Seitenwand der Elektrode versteift und
eine ebene Fläche zur Befestigung der Nasen vorsieht.
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Gemäß der Erfindung enthält eine
Elektronenkanonenanordnung für eine Kathodenstrahlröhre eine Vielzahl von in
Längsrichtung einen Abstand voneinander aufweisende und an einer
Vielzahl von isolierenden Trägermitteln angebrachte
Elektroden. Die Elektroden enthalten wenigstens ein im wesentlichen
schalenförmiges Element, das ein Basisteil an einem Ende,
einen Lagerflanschteil im wesentlichen parallel zu dem Basisteil
an dem gegenüberliegenden anderen Ende und eine sich
dazwischen erstreckende Seitenwand aufweist. An der Seitenwand sind
Befestigungsmittel angebracht, um die Befestigung des
schalenförmigen Elements an den isoierenden Trägermitteln zu
erleichtern. Die Elektronenkanonenanordnung ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Seitenwand Versteifungsmittel einschließt, die
wenigstens einen darin gebildeten geprägten Bereich umfassen,
um eine im wesentlichen ebene Schweißfläche zu bilden, die
eine bauliche Steifigkeit zur Anbringung der Befestigungsmittel
an ihr hat.
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In den Zeichnungen stellen dar:
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Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht
einer Elektronenkanonenanordnung mit einer
neuen schalenförmigen Elektrode, die
Versteifungsmittel aufweist;
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Fig. 2 eIne Stirnansicht der neuen Elektrode von
Fig. 1;
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Fig. 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht
der neuen Elektrode.
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Fig. 1 zeigt bauliche Einzelheiten einer verbesserten,
sechs Elektroden enthaltenden
Inline-Elektronenkanonenanordnung 10, die zentral im Hals 11 einer Kathodenstrahlröhre
(CRT) 13 gelagert ist. Die CRT 13 enthält eine evakuierte
Hülle (größtenteils nicht dargestellt), die am Halsende durch
einen Glasstiel 15 verschlossen ist, der eine Vielzahl von sich
durch ihn hindurch erstreckenden Zuleitungen oder Stiften 17
hat. Eine Stirnplatte (nicht dargestellt), die einen
Betrachtungsschirm aufweist, schließt das andere Ende der Hülle. Ein
Trichter (nicht dargestellt), erstreckt sich zwischen der
Stirnplatte und dem Hals 11 der Hülle,
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Die Inline-Elektronenkanonenanordnung 10 ist so
ausgebildet, daß sie drei Elektronenstrahlen entlang einen Abstand
voneinander aufweisender, koplanarer konvergierender
Strahlenwege erzeugt und fokussiert, die eine gemeinsame Längsrichtung
zum Betrachtungsschirm haben. Die Kanonenanordnung 10 umfaßt
zwei isolierende Lagermittel 23, die vorzugsweise
Glastragstangen sind, von denen die verschiedenen Komponenten getragen
werden, um eine kohärente Einheit in einer Art zu bilden, wie
sie auf diesem Gebiet üblicherweise verwendet wird. Diese
Komponenten enthalten drei im wesentlichen einen gleichen
Querabstand aufweisende, koplanare Kathoden 25 (eine zur Erzeugung
jeweils eines Strahls), eine erste Elektrode 27 (auch als G1
bezeichnet), eine zweite Elektrode 29 (auch als G2
bezeichnet), eine dritte Elektrode 31 (auch als G3 bezeichnet), eine
vierte Elektrode 33 (auch als G4 bezeichnet), eine fünfte
Elektrode 35 (auch-als G5 bezeichnet), eine sechste Elektrode
37 (auch als G6 bezeichnet) und eine Abschirmkappe 39, die in
dieser Reihenfolge entlang der Tragstangen 23 mit Längsabstand
voneinander angeordnet sind. In Fig. 1 verläuft die gemeinsame
Ebene der Kathoden 25 senkrecht zur Zeichnungsebene.
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Die Elektroden 35 und 37 bilden die
Haupt-Fokussierungslinse der Elektronenkanonenanordnung 10. Die einzelnen
Elektroden der Kanonenanordnung 10 sind elektrisch mit den Stiften
17 entweder direkt oder über Metallbänder 41 verbunden. Die
Kanonenanordnung 10 wird in einer vorgegebenen Position im
Hals 11 auf den Stiften 17 und mit Dämpfern 43 auf der
Abschirmkappe 39 gehalten, die auf eine elektrisch leitende
Schicht 45 auf der Innenfläche des Halses 11 gedrückt wird und
mit dieser Kontakt macht. Die leitende Schicht 45 erstreckt
sich über die Innenfläche des Trichters und ist mit einem
Anodenknopf (nicht dargestellt) verbunden. Eine übliche Getter-
Anordnung (ebenfalls nicht dargestellt) ist an einem Ende der
Kappe 39 befestigt und erstreckt sich nach Art eines Auslegers
in den Trichter der Hülle.
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Die G5-Elektrode 35 ist eine Fokussierungselektrode wie
die G3-Elektrode 31, die elektrisch mit der G5-Elektrode
verbunden ist. Die Elektrode 35 enthält erste und zweite im
wesentlichen rechteckige schalenförmige Elemente 47 bzw. 49. Die
schalenförmigen Elemente sind an ihren offenen Enden
miteinander verbunden. Das erste schalenförmige element 47 ist in Fig.
2 und 3 dargestellt. Das schalenförmige Element 47 ist ein
tief gezogenes Teil, das einen Lagerflanschteil 51, der sich am
offenen Ende befindet und einen Basisteil 53 am
gegenüberliegenden Ende umfaßt. Der Basisteil 53 ist im wesentlichen
parallel zu dem Lagerflanschteil 51. Drei Inline-Löcher 55
verlaufen durch den Basisteil 53, von denen nur eines in Fig. 3
dargestellt ist. Eine Seitenwand 57 mit im wesentlichen
parallelen gegenüberliegenden Seiten 59a und 59b und
gegenüberliegenden Endteilen 61a und 61b erstreckt sich zwischen den
Lagerflanschteilen 51 und dem Basisteil 53 des schalenförmigen
Elements 47. Eine Vielzahl von Befestigungsansätzen 63 wird in
dem Lagerf lanschteil 51 nahe den gegenüberliegenden Seiten 59a
und 59b der Seitenwand 57 gebildet, um die Befestigung des
schalenförmigen Elements 47 an den Glastragstangen 23 zu
erleichtern. Wie in Fig. 1 und 3 gezeigt ist, sind zwei Nasen 65
an der Seitenwand 57 des schalenförmigen Elements 47
angebracht, und zwar jeweils eine Nase an den gegenüberliegenden
Seiten 59a und 59b. Die Nasen 65 und die Befestigungsansätze
63 werden in die Tragstangen 23 eingebettet. Wie oben
erläutert wurde, haben tiefgezogene Elektroden, z.B. wie das
schalenförmige Element 47, eine Neigung zu einem
"Ölkannen-Effekt", d.h. sich entweder nach innen oder außen zu biegen,
wenn die Seitenwand nicht versteift wird. bin Mittel zur
Versteifung oder Verstärkung der Seitenwand ist in der oben
erwähnten US-PS 4,595,858 beschrieben. In diesem Patent
werdenwie oben erwähnt - zwei Verstärkungsrippen in den beiden
gegenüberliegenden Seiten der Seitenwände vorgesehen. Die
Verstärkungsrippen liefern jedoch keine ebene Lagerfläche zum
Anbringen der Nasen an der Seitenwand, mit dem Ergebnis, daß
eine gewisse seitliche Verschiebung oder ein Versatz der
tiefgezogenen Elektrode relativ zu den anderen Elektroden der
Elektronenkanone auftritt. Dies sorgt für eine gewisse Verzerrung
der Elektronenstrahl-Trajektorien.
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Die vorliegende Ertindung spricht sowohl das Problem der
Versteifung der gegenüberliegenden Seiten 59a und 59b der
Seitenwand 57 des tiefgezogenen schalenförmigen Elementes 47 an
wie auch die Schaffung einer ebenen, geometrisch konsistenten
Schweißfläche für die Befestigung der Nasen 65. Ein geprägter
Schweißbereich 47 wird an den beiden gegenüberliegenden Seiten
59a und 59b der Seitenwand 47 gebildet. Der geprägte Bereich
67 ist zentral in den beiden gegenüberliegenden Seiten 59a und
59b angeordnet und ist geringfügig größer als die Nasen 65,
damit die Nasen in dem innersten Teil 69 des geprägten
Bereiches angeordnet werden können. "Prägen", wie es im Stand der
Technik bekannt ist, ist das Verfahren zur Verformung von
Metall durch Quetschen zwischen zwei Werkzeugen, um so einen
genau definierten Eindruck auf einer oder beiden Oberflächen
einzuprägen. Bei dem schalenförmigen Elektrodenelement 47, das
auf dem letzten (nicht dargestellten) Extrusionswerkzeug
angeordnet ist, berühren zwei Werkzeuge (ebenfalls nicht
dargestellt) die gegenüberliegenden Seiten 59a und 59b, um die
Teile 67 der Seitenwand zwischen sich einzuquetschen und die im
wesentlichen ebene, geometrisch konsistente Schweißfläche 69
darin einzuprägen. Das "Prägen" härtet und versteift die
betroffenen Teile der Seitenwand 57, wobei im wesentlichen ebene
Schweißflächen für die Befestigung der Nasen 65 vorgesehen
werden. In Fig. 3 ist dargestellt, daß der geprägte Bereich 67
nur in der äußeren Oberfläche der Seite 59a gebildet wird.
Eine Einwärtserstreckung des geprägten Bereiches kann dadurch
erzielt werden, d&13 in einem inneren Werkzeug eine anpassende
Ausnehmung gebildet wird. Die vorliegende Anordnung ist jedoch
kostenwirksam und sorgt für die notwendige bauliche Festigkeit
oder Steifigkeit und Ebenheit.