DE7428406U

DE7428406U - Thermal compensation for the shadow mask of a color television picture tube

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Publication number: DE7428406U
Application number: DE7428406U
Authority: DE
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1973-08-22
Publication date: 1975-02-20

Description

Thermische Kompensation für die Lochmaske einer. Farbfernseh-BildröhreThermal compensation for the shadow mask of a. Color television picture tube

Die Neuerung betrifft Färbfernseh-Bildröhren des Lochmaakentyps und insbesondere eine Vorrichtung zur Kompensation solcher Röhren bezüglich der durch Temperaturänderungen in der Röhre erzeugten Maskenausdehnung.The innovation relates to color television picture tubes of the pinhole type and in particular a device for compensating such tubes for those produced by temperature changes in the tube Mask expansion.

Der Rahmen einer Lochmaske für eine Farbfernseh-Bildröhre kann zweckmässig unter Verwendung von drei Federklammern in der Röhre befestigt werden, welche an dem Rahmen befestigt sind und über innere Ansätze (Zapfen) (studs) an dem Rand der Frontpl&tte der Röhre geschoben werden. Während des Betriebes der Röhre wird The frame of a shadow mask for a color television picture tube can expediently be fastened in the tube using three spring clips, which are attached to the frame and pushed over inner lugs (studs) on the edge of the front plate of the tube. During the operation of the tube is

die Lochmaske hauptsächlich durch Elektronenaufprall erhitzt. Als Folge dieser Erhitzung dehnt sich die Lochmaske aus und dies bewirkt eine Abweichung der Lageeinstellung zwischen den öffnungen oder Aperturen in der Maske und den Leuchtstoffbereichen auf der Frontplatte. Um diese Abweichung der Lageeinstellung zu kompensieren, wurden die Federklammern in einigen Röhren aus bimetallischen Materialien hergestellt, drehen sich bei einer Temperaturerhöhung um die Ansätze und bewegen die Maske näher zum Schirm. ,In der Praxis war die thermische Kompensation der vorerwähnten Art bisher befriedigend für die horizontale Komponente der Wärmeausdehnung der Lochmaske. Die Kompensation der vertikalen Komponente der Wärmeausdehnung der Lochmaske (diese ist ungleichförmig bezüglich der horizontalen Mittellinie der Maske infolge der Halterung der Maske an zwei Punkten unterhalb der horizontalen Kittellinie) war jedoch bestenfalls lediglich für den unteren Teil der Lochmaske zufriedenstellend. Der Grund hierfür liegt darin, dass bei einer typischen Röhre eine einzige Klammer an der oberen horizontalen Seite oder dem oberen Rand des Rahmens angebracht ist und an jeder vertikalen Seite des Rahmens eine gesonderte Klammer befestigt ist. Die Klammern an den vertikalen Seiten sind so befestigt, dass die Horizontalkomponente der Ausdehnung der Lochmaske ein Absenken der Maske durch die Klammern bewirkt. Sie sind typischerweise unterhalb der horizontalen Mittellinie der Lochmaske angeordnet, so dass die vertikale Komponente der Ausdehnung des unteren Teils der Lochmaske mindestens teilweise dadurch kompensiert werden kann, dass die Maske näher zur Frontplatte bewegt wird.the shadow mask is heated mainly by electron impact. As a result of this heating, the shadow mask expands and this causes it a deviation in the position setting between the openings or apertures in the mask and the phosphor areas on the Front panel. In order to compensate for this deviation in the position setting, the spring clips in some tubes were made of bimetallic Materials made, when the temperature increases, rotate around the lugs and move the mask closer to the screen. In practice, thermal compensation of the type mentioned has so far been satisfactory for the horizontal component of thermal expansion the shadow mask. Compensation for the vertical component of the thermal expansion of the shadow mask (this is non-uniform with respect to the horizontal center line of the mask due to the However, holding the mask at two points below the horizontal center line was, at best, only for the lower one Part of the shadow mask is satisfactory. This is because there is a single clamp on a typical tube the top horizontal side or the top edge of the frame and one on each vertical side of the frame separate bracket is attached. The brackets on the vertical sides are attached so that the horizontal component of the expansion of the shadow mask causes the mask to be lowered by the clamps. They are typically below the horizontal center line the shadow mask arranged so that the vertical component of the extension of the lower part of the shadow mask is at least can be partially compensated by moving the mask closer to the faceplate.

Die vertikale Komponente der Ausdehnung des unteren Teils der Lochmaske in einem gegebenen Abstand oberhalb der Ansätze an den vertikalen Seiten ist im wesentlichen gleich und entgegengesetzt zu der Ausdehnung der Maske in dem gleichen Abstand unterhalb der Ansätze an den vertikalen Seiten. Die vertikale Lageänderung der Lochmaske oberhalb ihres unteren Teile übersteigt jedoch die hierzu durch die Reaktion der Klammern an den vertikalen Seiten für die horizontale Expansion oder Ausdehnung der Maske erzeugte The vertical component of the extension of the lower part of the shadow mask at a given distance above the lugs on the vertical sides is substantially equal and opposite to the extension of the mask at the same distance below the lugs on the vertical sides. However, the vertical change in position of the shadow mask above its lower part exceeds that produced for this purpose by the reaction of the clamps on the vertical sides for the horizontal expansion or expansion of the mask

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Kompensation. Dies führt zu einer relativ grossen vertikalen Fehlausrichtung zwischen den Öffnungen auf den oberen Teilen der Lochmaske und den Leuchtstoffbereichen auf den oberen Teilen der Frontplatte. Weiterhin neigt das Absenken der Lochmaske durch die Klammern an den vertikalen Seiten infolge der horizontalen Ausdehnung der Maske dazu, eine vertikale Abweichung der Lageübereinstimmung in der Nähe des unteren Teils der Maske einzuführen. Compensation. This leads to a relatively large vertical misalignment between the openings on the upper parts of the shadow mask and the phosphor areas on the upper parts of the faceplate. Furthermore, the lowering of the shadow mask by the brackets on the vertical sides as a result of the horizontal expansion of the mask tends to introduce a vertical deviation of the positional correspondence in the vicinity of the lower part of the mask.

Die konventionelle Kompensation der Lageabweichung infolge der Lochmaskendehnung wurde dadurch erreicht, dass die Maske näher zum Schirm hin bewegt wurde, um auf diese Weise die Maskenöffnungen erneut in den gewünschten Elektronenstrahl ahnen zwecks Anregung vorgegebener Leuchtstoffbereiche auszurichten. Diese Verschiebung der Lochmaske in Richtung auf den Schirm war zuvor an allen Punkten auf der Maske im wesentlichen gleich gross. Wenn man daher zur Vereinfachung die Lochmaske als ein Teil mit ebener Raumgestalt betrachtet, kann man sie so beschreiben, als ob sie in irgendeiner Ebene aus einer unendlichen Zahl von parallelen Ebenen angeordnet werden könnte, die jeweils senkrecht zur Längsachse der Röhre stehen, und zwar in Abhängigkeit von der Temperatur der Maskenanordnung. Eine solche Kompensation ist jedoch nicht befriedigend infolge der vorstehend beschriebenen ungleichförmigen Maskenausdehnung in der vertikalen Richtung.The conventional compensation of the positional deviation due to the Mask stretching was achieved by moving the mask closer to the screen, thus around the mask openings again for the purpose of suspecting the desired electron beam To align excitation of predetermined phosphor areas. This shift of the shadow mask in the direction of the screen was before essentially the same size at all points on the mask. If, therefore, for the sake of simplicity, one has the shadow mask as a part viewed as a plane spatial shape, one can describe them as if they were in some plane made up of an infinite number of parallel ones Planes could be arranged, each perpendicular to the longitudinal axis of the tube, depending on the Mask assembly temperature. However, such compensation is not satisfactory due to the non-uniformity described above Mask expansion in the vertical direction.

Es ist daher eine Aufgabe der Neuerung, eine verbesserte Kompensation für die thermische Ausdehnung einer Lochmaske in einer Farbfernseh-Bildröhre zu erhalten, ohne die mechanische Halterung für die Maske im Innern der Röhre nachteilig zu beeinflussen.It is therefore an object of the innovation, an improved compensation for the thermal expansion of a shadow mask in a color television picture tube without the mechanical holder to adversely affect the mask inside the tube.

Eine weitere Aufgabe besteht in der Schaffung einer wirksameren V:Another task is to create a more effective V:

Kompensation für die thermische Ausdehnung einer Lochmaske in ei- ICompensation for the thermal expansion of a shadow mask in a I

ner Farbfernseh-Bildröhre ohne Entstehung grösserer Schwierigkei- i ner color television picture tube without formation of larger difficulties i

ten bei der Befestigung der Maske an der Innenseite der Röhre. ^:; ten in attaching the mask to the inside of the tube. ^: ;

Eine weitere Aufgabe besteht in der Erzielung einer verbesserten Farbreinheit und Gleichförmigkeit des Weisspegels in einer Färb- Another object is to achieve improved color purity and uniformity of the white level in a coloring

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fernseh-Bildröhre.television picture tube.

Eine weitere Aufgabe besteht darin, zu allen Zeitpunkten die Lageübereinstinunung zwischen den Maskenöffnungen und den Leuchtstoffbareichen in einer Farbfernseh-Bildröhre aufrechtzuerhalten. Another task is to ensure that the situation is consistent at all times between the mask openings and the fluorescent barbs in a color television picture tube.

Zusammengefasst, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Neuerung eine mit einem Rahmen verbundene Lochmaske in einer Farbfernseh-Bildröhre durch Ansätze (Zapfen) getragen, welche in der inneren Oberfläche des Randes der Prontplatte eingebettet sind. -, Erste und zweite bimetallische Federklammern sind am unteren Teil jeder der vertikalen Seiten des Maskenrahmens so befestigt, dass die körperfurnen Enden der Klammern schwenkbar an Ansätzen (Zapfen) zu beiden Seiten des Randes der Stirnplatte befestigt werden können, wobei die Ansätze einen gleichen Abstand von der horizontalen Mittellinie der Maske zwischen der horizontalen Mittellinie und der unteren horizontalen Seite der Maske besitzen. Jede der ersten und zweiten Federklammern besitzt.bei einer gegebenen Tem-· peraturänderung eine praktisch identische Verschiebung ihres kßrperfernen Endes, um eine gleiche thermische Kompensation zu erhalten. Eine dritte bimetallische Federklammer ist an der oberen horizontalen Seite des Maskenrahmens so angebracht, dass das körperferne Ende derselben schwenkbar an einem Ansatz (Zapfen) an dem Rand der Frontplatte befestigt werden kann, der auf der vertikalen Mittellinie der Lochmaske angeordnet ist. Das körperfarne Ende der dritten bimetallischen Federklammer erfährt bei einer gegebenen Temperaturänderung eine grössere Lageänderung als jede der ersten und zweiten bimetallischen Federklammern und gestattet dadurch, dass sich der obere Teil der Lochmaske näher zum Bildröhrenschirm bewegen kann als der untere Teil. In dieser Weise wird die Auswirkung der ungleichmässigen thermischen Ausdehnung um die horizontale Mittellinie der Maske auf die Lageübereinstinunung mit - den Leuchtstoffbereichen auf der Frontplatte überwunden, welche durch die Anordnung der ersten und zweitan bimetallischen Federklammern in der Nähe des unteren Teils der Maske bewirkt wird. In summary, in a preferred embodiment of the innovation, a perforated mask connected to a frame is carried in a color television picture tube by lugs (pegs) which are embedded in the inner surface of the edge of the front panel. -, First and second bimetallic spring clips are attached to the lower part of each of the vertical sides of the mask frame so that the body-opening ends of the clips can be pivotably attached to lugs (pegs) on either side of the edge of the faceplate, the lugs being equidistant from each other the horizontal center line of the mask between the horizontal center line and the lower horizontal side of the mask. Each of the first and second spring clips has a practically identical displacement of the end remote from the body for a given temperature change in order to obtain the same thermal compensation. A third bimetallic spring clip is attached to the upper horizontal side of the mask frame so that the distal end thereof can be pivotably attached to a stud on the edge of the faceplate which is located on the vertical center line of the shadow mask. The body-remote end of the third bimetallic spring clip experiences a greater change in position for a given temperature change than either of the first and second bimetallic spring clips and thereby allows the upper part of the shadow mask to move closer to the kinescope screen than the lower part. In this way, the effect of the uneven thermal expansion around the horizontal center line of the mask on the alignment with the fluorescent areas on the faceplate, which is caused by the arrangement of the first and second bimetallic spring clips near the lower part of the mask, is overcome.

Ein besseres Verständnis des Aufbaue und der Arbeitsweise derA better understanding of how the

Neuerung ergibt sich zusammen mit weiteren Aufgaben und Vorteilen aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung im Zusammenhang mit den Abbildungen.The innovation arises along with other tasks and advantages from the following detailed description in connection with the figures.

Figur 1 ist eine Draufsicht einer mit einem Rahmen zusammengebauten Lochmaske, die in einer Bildröhre befestigt ist, als Ausführungsform der Neuerung,Figure 1 is a top plan view of a frame-assembled shadow mask mounted in a picture tube, as shown in FIG Embodiment of the innovation,

Figur 2 zeigt eine Seitenansicht der Anordnung aus Lochmaske und Rahmen nach Figur 1.Figure 2 shows a side view of the arrangement of the shadow mask and Frame according to Figure 1.

Figur 3 ist eine Draufsicht einer typischen bimetallischen Federklammer, wie sie an den beiden vertikalen Seiten der Anordnung von Lochmaske und Rahmen verwendet wird.Figure 3 is a top plan view of a typical bimetallic spring clip used on either vertical side of the shadow mask and frame assembly.

Figur k zeigt eine Draufsicht einer typischen bimetallischen Federklammer zur Verwendung an einer horizontalen Seite der Lochmaske.Figure k shows a top view of a typical bimetallic spring clip for use on a horizontal side of the shadow mask.

Figur 5 ist eine schematische Darstellung der Befestigungspunkte relativ zu einer Lochmaskenanordnung.Figure 5 is a schematic representation of the attachment points relative to a shadow mask arrangement.

Figur 6 ist eine schematische Darstellung der Elektronenstrahlwege in Seitenansicht in einer Bildröhre relativ zu den öffnungen in einer Lochmaskenanordnung.FIG. 6 is a schematic illustration of the electron beam paths in side view in a picture tube relative to FIG openings in a shadow mask arrangement.

Es folgt nachstehend eine Beschreibung von typischen Ausführungsformen. Figur 1 zeigt eine Lochmaske 10, die an einem Rahmen 11 mit vier Seiten befestigt ist. An den vertikalen oder kurzen Seiten der Lochmaskenanordnung sind ein Paar bimetallischer Federklammern 12 befestigt, die vorzugsweise an den Rahmen 11 angeschweisst sind. Eine dritte bimetallische Federklammer 13 ist an einer der horizontalen oder langen Seiten der Lochmaskenanordnung befestigt. Diese ist hier als die obere Seite dargestellt. Die Federklammer 13 ist vorzugsweise durch Verschweissen an dem Rahmen 11 befestigt. Obwohl die Federklammern 12 und 13 aus bimetallischen Materialien hergestellt sind, besitzen sie jeweilsThe following is a description of typical embodiments. FIG. 1 shows a perforated mask 10 which is attached to a frame 11 attached with four sides. A pair of bimetallic spring clips 12, which are preferably welded to the frame 11, are attached to the vertical or short sides of the shadow mask arrangement. A third bimetallic spring clip 13 is on attached to one of the horizontal or long sides of the shadow mask assembly. This is shown here as the top page. The spring clip 13 is preferably attached to the frame 11 by welding. Although the spring clips 12 and 13 are made of bimetallic materials, they each have

J ν::J ν ::

eine bekannte räumliche Form.a known spatial shape.

Das körperferne Ende jeder Federklammer 12 besitzt eine öffnung, die über einen Metallansatz IM (Zapfen) passt. Dieser ist in dem Randteil 15 gebildet, der aioh von der Frontplatte 16 der Bildröhre aus erstreckt. Dabei ist im körperfernen Ende der Federklammer 13 eine öffnung angebracht, die über einen Metallansatz 17 (Zapfen) passt, der im Randteil 15 der Frontplatte 16 gebildet ist. Der aktive Bereich der Federklammer 13 oder der Abstand zwischen dem Ansatz 17 und dem nächstliegenden Befestigungspunkt der Federklammer 13 am Rahmen 11 ist nicht breiter oder schmaler als der aktive Bereich der beiden Federklammern 12 (welche untereinander identisch sind) oder als der Abstand zwischen dem Ansatz 14 und dem nächstliegenden Punkt der Befestigung der Federklammer am Rahmen 11.The end of each spring clip 12 remote from the body has an opening which fits over a metal lug IM (spigot). This is in that Edge part 15 is formed which extends from the front plate 16 of the picture tube from aioh. In this case, an opening is made in the end of the spring clip 13 remote from the body, which opening has a metal attachment 17 (pin) which is formed in the edge part 15 of the front panel 16 fits. The active area of the spring clip 13 or the distance between the approach 17 and the closest attachment point of the spring clip 13 on the frame 11 is not wider or narrower as the active area of the two spring clips 12 (which are identical to one another) or as the distance between the approach 14 and the closest point where the spring clip is attached to the frame 11.

Die Ansätze IM sind auf einer gemeinsamen horizontalen Achse 1-1' so angeordnet, dass sich die Anordnung aus Lochmaske 10 und Rahmen 11 um diese Achse für den Fall einer Verbiegung der Federklammern 12 in einer Ebene im wesentlichen senkrecht zur Frontplatte ίο drehen kann. In ähnlicher Weise ist der Ansatz 17 auf der vertikalen Mittellinie 2-2' der Anordnung aus Lochmaske 10 und Rahmen 11 angeordnet und gestattet eine Drehung der Lochmaske um die horizontale Achse 1-1' jedesmal dann, wenn sich die Federklammer 13 in einer im wesentlichen senkrecht zur Frontplatte 16 liegenden Ebene verbiegt. Typischerweise liegt die Achse 1-1* zwischen dem unteren Rand der Lochmaske 10 und der horizontalen Mittellinie 3-3*. Die Lochmaske ist in der Röhre so befestigt, dass die Längsachse der Röhre am Schnitt der Mittellinien 2-2· und 3-3* senkrecht zur Lochmaske steht.The approaches IM are on a common horizontal axis 1-1 ' so arranged that the arrangement of shadow mask 10 and frame 11 is about this axis in the event of a bending of the spring clips 12 in a plane substantially perpendicular to the front panel ίο can turn. Similarly, the projection 17 is arranged on the vertical center line 2-2 'of the arrangement of the shadow mask 10 and frame 11 and allows the shadow mask to be rotated about horizontal axis 1-1 'every time the spring clip is 13 is bent in a plane lying essentially perpendicular to the front plate 16. Typically the axis 1-1 * lies between the lower edge of the shadow mask 10 and the horizontal center line 3-3 *. The shadow mask is attached in the tube so that the Longitudinal axis of the tube at the intersection of the center lines 2-2 and 3-3 * is perpendicular to the shadow mask.

Die Figur 2 gibt eine Seitenansicht der Anordnung aus Lochmaske 10 und Rahmen 11 nach Figur 1 und zeigt die relative Lage der daran befestigten Federklammern 12 und 13. Zweckmässigerweise ist ein Teil des Lochmaskenrandes 20 weggeschnitten, um eine Befestigung der Federklammern 12 und 13 am Lochmaskenrahmen 11 zu gestatten. Beispielsweise kann die Federklammer 12 am Rahmen 11 mit ei-FIG. 2 shows a side view of the arrangement of the perforated mask 10 and frame 11 according to FIG. 1 and shows the relative position of the spring clips 12 and 13 attached thereto Part of the shadow mask edge 20 is cut away to allow the spring clips 12 and 13 to be attached to the shadow mask frame 11. For example, the spring clip 12 on the frame 11 with a

nem Paar Punktschweissungen 21 befestigt sein. Das körperferne Ende 22 der Federklammer 12 enthält eine öffnung oder Apertur 23, die über einen Ansatz I^ an der Innenseite des Randes der Frontplatte 16 nach Figur 1 passt. Der Fachmann wird erkennen, dass die Lochmaske 10 und ihr Rahmen 11 an dem Rand der Frontplatte 16 in konventioneller Weise befestigt werden, so dass die mechanische Halterung für die Lochmaske ebenso sicher ist wie für Röhren, welche eine konventionelle thermische Kompensation verwenden, und sich daher keine grösseren Schwierigkeiten für die Befestigung der Lochmaske an der Innenseite der Röhre ergeben.Nem pair of spot welds 21 be attached. The end 22 of the spring clip 12 remote from the body contains an opening or aperture 23, which has an approach I ^ on the inside of the edge of the front panel 16 according to Figure 1 fits. The person skilled in the art will recognize that the shadow mask 10 and its frame 11 on the edge of the faceplate 16 be attached in a conventional manner, so that the mechanical holder for the shadow mask is just as secure as for tubes, which use a conventional thermal compensation, and therefore no major difficulties for the attachment the shadow mask on the inside of the tube.

Die Figuren 3 und ^ zeigen eine Draufsicht der Federklammern 12 und 13 und zeigen die Verbindungsstellen für die Punktverschweissung mit dem Lochmaskenrahmen. Jede Federklammer ist aus einem einstückigen Streifen aus zwei verschiedenen metallischen oder Metallegierungsbestandteilen gebildet. Diese Bestandteile besitzen ungleiche Temperaturausdehnungskoeffizienten, und da sie innig miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Elektronenstrahlverschweissung, sprechen sie auf Temperaturänderungen durch mechanische Verformung oder ein "Aufrollen" an. Mit einem Bestandteil 31, beispielsweise aus rostfreiem Stahl, der einen grösseren Temperaturausdehnungskoeffizienten als der Bestandteil 30 aufweist, der beispielsweise aus einer Nickel-Eisenlegierung besteht, besitzen die Federklammern 12 und 13 bei der Erhöhung der Temperatur eine Neigung zur Verformung oder Auslenkung in der durch die ,Pfeile angedeuteten Richtung. Aus einem Vergleich der Figuren 3 und ¹J ist ersichtlich, dass der aktive Bereich der Federklammer 13 länger ist als der aktive Bereich der Federklammer 12. Dabei wird der aktive Bereich von der öffnung 23 unmittelbar neben der Biegung 33 bis zum nächstliegenden Verschweissungspunkt 21a gemessen, der unmittelbar neben der Biegung 32 liegt. Da die Federklammer 13 einen längeren aktiven Bereich als die Federklammer 12 besitzt, zeigt sie bei irgendeiner gegebenen Temperaturänderung ein grösseres Mass einer thermisch verursachten Verbiegung als die Federklammer 12. Der Fachmann wird erkennen, dass der gleiche Effekt auch erzielt werden kann, wenn die Federklammern 12 und 13 aktive Bereiche von gleicher Länge besitzen, die Federklammer 13Figures 3 and ^ show a plan view of the spring clips 12 and 13 and show the connection points for the spot welding to the shadow mask frame. Each spring clip is formed from a one-piece strip of two different metallic or metal alloy components. These components have unequal coefficients of thermal expansion, and since they are intimately connected to one another, for example by electron beam welding, they respond to temperature changes due to mechanical deformation or "rolling up". With a component 31, for example made of stainless steel, which has a greater coefficient of thermal expansion than the component 30, which consists for example of a nickel-iron alloy, the spring clips 12 and 13 have a tendency to deform or deflect when the temperature increases , Arrows indicated direction. From a comparison of Figures 3 and ¹ J it can be seen that the active region of the spring clip 13 is longer 12 than the active area of the spring clip In this case, the active region is measured from the opening 23 immediately adjacent to the bend 33 to the nearest Verschweissungspunkt 21a, which lies immediately next to the bend 32. Since the spring clip 13 has a longer active area than the spring clip 12, it exhibits a greater degree of thermally induced deflection than the spring clip 12 for any given temperature change and 13 have active areas of equal length, the spring clip 13

- 8 jedoch einen aktiven Bereich mit geringerer Breite besitzt.- 8, however, has an active area with a smaller width.

Die Figur 5 ist geeignet zur geometrischen Veranschaulichung eines Teils der Auswirkung einer Temperaturerhöhung auf die Lochmaske 10 einer Anordnung, für welche die vorliegende Neuerung verwendet wird. Mit der Erhöhung der Temperatur dehnt sich die Lochmaske 10 in allen Richtungen aus. Als Folge der horizontalen Ausdehnung drehen sich die Federklammern 12 in der durch die bogenförmigen Pfeile gezeigten Richtung. Daher wird jeder Punkt an dem Maskenrahmen 11, an dem eine der Federklammern 12 am Rahmen befestigt ist, um ein Abstandsstück a abgesenkt. Infolgedessen wird die gesamte Lochmaske um das Abstandsstück a als Ergebnis der Ausdehnung in der horizontalen Richtung abgesenkt.FIG. 5 is suitable for the geometric illustration of a Part of the effect of an increase in temperature on the shadow mask 10 an arrangement for which the present innovation is used. As the temperature increases, the shadow mask 10 expands in all directions. As a result of the horizontal expansion, the spring clips 12 rotate in the through the arcuate Direction shown by arrows. Therefore, any point on the mask frame 11 at which one of the spring clips 12 is attached to the frame is lowered by a spacer a. As a result, the entire shadow mask becomes around the spacer a as a result of the expansion lowered in the horizontal direction.

Die Ausdehnung in der vertikalen Richtung erfolgt bei Erhöhung der Temperatur etwa um die Achse 1-1', welche durch die Festpunkte I^ verläuft. Daher erfolgt die vertikale Ausdehnung unterhalb der Achse 1-1' in.einer Richtung, welche die durch Drohung der Federklammerη 12 erhaltene Kompensation vergrössert. Andererseits erfolgt die vertikale Ausdehnung oberhalb der Achse 1-1' in einer Richtung, welche die durch Drehung der Federklammern 12 erhaltene Kompensation verkleinert. An irgendeiner parallel zur horizontalen Mittelachse 3-3' gelegenen horizontalen Achse 4-V ist die Kompensation infolge der Drehung der Federklammern 12 um die Ansätze (Zapfen) Ik gleich gross und entgegengesetzt der vertikalen Ausdehnung der Lochmaske 10 für eine gegebene Temperaturänderung, so dass praktisch keine vertikale Verschiebung vorliegt. Wenn die Achse ¹J-¹*¹ nicht mit der Achse 3-3¹ zusammenfällt, dann erzeugt die Ausdehnung der Lochmaske 10 in der vertikalen Richtung letztendlich eine Abweichung bezüglich der LageÜbereinstimmung entlang der Achse 3-3* zwischen den öffnungen in der Lochmaske 10 und den Leuchtstoffpunkten auf der Frontplatte 16 der Bildröhre. Die erhaltenen Abweichungsfehler sind nicht symmetrisch um die Achse 3-3', so dass ein grösserer Abweichungsfehler am oberen Teil der Röhre als am unteren Teil vorhanden ist.The expansion in the vertical direction occurs when the temperature rises approximately around the axis 1-1 ', which runs through the fixed points I ^. Therefore, the vertical expansion takes place below the axis 1-1 'in a direction which increases the compensation obtained by threatening the spring clip η 12. On the other hand, the vertical expansion takes place above the axis 1-1 'in a direction which reduces the compensation obtained by rotating the spring clips 12. At any horizontal axis 4-V parallel to the central horizontal axis 3-3 ', the compensation due to the rotation of the spring clips 12 around the lugs (pegs) Ik is equal and opposite to the vertical extension of the shadow mask 10 for a given temperature change, so that practical there is no vertical shift. If the axis ¹ J- ¹ * ¹ does not coincide with the axis 3-3 ¹ , then the expansion of the shadow mask 10 in the vertical direction ultimately produces a deviation with respect to the position correspondence along the axis 3-3 * between the openings in the shadow mask 10 and the fluorescent dots on the front plate 16 of the picture tube. The deviation errors obtained are not symmetrical about the axis 3-3 ', so that there is a larger deviation error on the upper part of the tube than on the lower part.

Während der vertikalen Ausdehnung bewirkt die AufwärtsbewegungDuring the vertical expansion causes the upward movement

des oberen Teils der Lochmaske 10, dass sich die Federklammer 13 um den festen Punkt 17 in der Zeichenebene dreht. Hierdurch besteht eine Neigung zur Verursachung einer horizontalen Verschiebung des oberen Teils der Lochmaske nach rechts mit einer Erhöhung der Temperaturf und es besteht daher eine Neigung zu einer geringfügigen Drehung der Lochmaske im Uhrzeigersinn. Wegen der Winkellage der Federklammer 13, die am Punkt 17 befestigt ist, ist die Strecke b, um die der obere Rand der Lochmaske 10 nach rechts verschoben werden kann, bedeutend kleiner als das Strekkenstück a und kann vernachlässigt werden. Es ist zu beachten, dass beide StreckenstUcke a und b für.die Grosse der Ausdehnung gezeigt sind, welche erforderlich ist, damit die Federklammern und 13 nahezu flach an der Kante der Lochmaske 10 anliegen.of the upper part of the shadow mask 10, that the spring clip 13 rotates around the fixed point 17 in the plane of the drawing. This consists of a tendency to cause the upper part of the shadow mask to shift horizontally to the right with an elevation the temperature f and there is therefore a tendency for a slight clockwise rotation of the shadow mask. Because of the The angular position of the spring clip 13, which is fastened at point 17, is the distance b by which the upper edge of the shadow mask 10 follows can be shifted to the right, significantly smaller than the stretch piece a and can be neglected. It should be noted that both sections a and b for the size of the expansion are shown, which is required so that the spring clips 13 and 13 rest almost flat on the edge of the shadow mask 10.

Um eine Fehlausrichtung"zwischen den öffnungen in der Lochmaske 10 und den Leuchtstoffpunkten zu vermeiden, die sich bei der Maskenausdehnung ergeben würde, wenn sich die Federklammern 12 und 13 nur in der Zeichenebene drehen könnten, werden gemäss der vorliegenden Neuerung bimetallische Federklammern verwendet. Diese bimetallischen Federklammern drehen sich nicht nur in der Zeichen ebene, sondern auch in einer Ebene senkrecht zur Zeichenebene. Die Ergebnisse dieser komplexen Drehbewegungen sind in Figur 6 geometrisch veranschaulicht.To avoid misalignment "between the openings in the shadow mask 10 and to avoid the fluorescent dots that would result from the mask expansion when the spring clips 12 and 13 could only rotate in the plane of the drawing, are according to the present Innovation uses bimetallic spring clips. These bimetallic spring clips don't just rotate in the characters plane, but also in a plane perpendicular to the plane of the drawing. The results of these complex rotary movements are shown in FIG. 6 illustrated geometrically.

Figur 6 zeigt eine Elektronenkanone 50 auf einer Längsachse 5-5' der Röhre. Diese sendet zu verschiedenen Zeitpunkten einen Elektronenstrahl so aus, dass er in verschiedene Richtungen 51, 52, 53 und 5¹* auf die Frontplatte 16 einer Farbfernseh-Bildröhre, von der Seite aus gesehen, gerichtet ist. Zur Vereinfachung wird nur der von einer Elektronenkanone ausgesendete Strahl gezeigt, obwohl die meisten gegenwärtig benutzten Farbfernseh-Bildröhren drei Elektronenkanonen benutzen, welche entweder in einer Reihe oder in Dreiecksform angeordnet sind. (In der letzteren Anordnung befindet sich dann keine der Elektronenkanonen auf der Längsachse der Röhre, die Neuerung ist jedoch auch auf diesen Röhrentyp anwendbar.) Weiterhin sind die Elektronenetrahlen mit einem geradlinigen Verlauf dargestellt, obwohl in der Praxis die Verlaufswege gebogen sind, da die Elektronenstrahlen durch aus-Figure 6 shows an electron gun 50 on a longitudinal axis 5-5 'of the tube. This sends out an electron beam at different times in such a way that it is directed in different directions 51, 52, 53 and 5 ¹ * onto the front plate 16 of a color television picture tube, seen from the side. For simplicity, only the beam emitted by one electron gun is shown, although most color television picture tubes currently in use use three electron guns arranged either in a row or in a triangular shape. (In the latter arrangement, none of the electron guns is then located on the longitudinal axis of the tube, but the innovation can also be applied to this type of tube.) Furthermore, the electron beams are shown with a straight course , although in practice the paths are curved because the electron beams through

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serlich angelegte Felder bewegt werden. Die Lochmaske 10 wird in der von der kalten Lochmaske eingenommenen Stellung abgebildet; d.h. in der Stellung beim anfänglichen Einschalten der Bildröhre. Es ist ersichtlich, dass der Elektronenstrahl in jeder seiner Lagen 51, 52, 53 und 5H entsprechende Öffnungen 55, 56, 57 und 58 der Lochmaske durchsetzt und daher in richtiger Weise auf den LeuchtstoffÜberzug auf der Innenseite der Frontplatte 16 auftrifft.serially created fields are moved. The shadow mask 10 is imaged in the position assumed by the cold shadow mask; i.e. in the position when the picture tube was initially switched on. It can be seen that the electron beam in each of its positions 51, 52, 53 and 5H corresponding openings 55, 56, 57 and 58 interspersed with the shadow mask and therefore correctly applied to the fluorescent coating on the inside of the front plate 16 meets.

Nachdem die Bildröhre während einiger Zeit betrieben wurde, dehnt sich die Lochmaske 10 aus und vergrössert den Abstand zwischen benachbarten Öffnungen 55, 56, 57 und 58. Weiterhin bewirkt jedoch die Drehung der bimetallischen Elemente (Federklammerη} 12 und 13 durch eine Ebene senkrecht zur Zeichenebene der Figur 5 und gemäss der Beschreibung im Zusammenhang mit Figur 5, dass sich die Lochmaske näher zur Frontplatte 16 bewegt. Hierdurch wird die Lochmaske in die Stellung 10* gebracht und die Öffnungen 55, 56, 57 und 58 werden in die entsprechenden Stellungen 55', 56', 57' und 58' bewegt. Durch diese Annäherungsbewegung der Lochmaske 10 zur Frontplatto 16 verläuft der Elektronenstrahl in den Stellungen 51, 52, 53 immer noch durch die Öffnungen in den Stellungen 55', 56' und 57' und trifft auf den richtigen Leuchtstoffbereich auf. Wenn sich der Elektronenstrahl jedoch in der Stellung 54 befindet, wird er durch die Lochmaske blockiert und kann den richtigen Leuchtstoffbereich nicht anregen. Infolgedessen tritt in der Nähe des oberen Bereichs der Frontplatte 16 der Bildröhre eine Verschlechterung der Farbreinheit oder des gleichförmigen Weisspegels des wiedergegebenen Bildes auf, obwohl der untere Teil des Bildes mit guter Farbreinheit und gutem gleichförmigem Weisspegel wiedergegeben wird. Eine solche nur teilweise Kompensation für Fehler in der Farbreinheit und der Gleichförmigkeit des Weisspegels ist bekannt.After the picture tube has been operated for some time, the perforated mask 10 expands and increases the distance between adjacent openings 55, 56, 57 and 58. Furthermore, however, the rotation of the bimetallic elements (spring clip η} 12 and 13 through a plane perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 5 and in accordance with the description in connection with FIG. 5 that the perforated mask moved closer to the front panel 16. This brings the shadow mask into position 10 * and the openings 55, 56, 57 and 58 are in the corresponding positions 55 ', 56', 57 'and 58' emotional. As a result of this movement of the shadow mask 10 towards the front plate 16, the electron beam runs in the positions 51, 52, 53 still through the openings in positions 55 ', 56' and 57 'and hits the correct phosphor area. However, when the electron beam is in position 54, it is blocked by the shadow mask and cannot excite the correct fluorescent area. As a result occurs close of the upper portion of the front panel 16 of the picture tube shows a deterioration in the color purity or the uniform white level of the reproduced image, although the lower part of the image has good color purity and a good uniform white level is reproduced. Such only partial compensation for errors in the color purity and the uniformity of the white level is known.

Die Farbabweichungen eines wiedergegebenen Bildes können für den Betrachter sehr unerfreulich sein. Insbesondere werden die auf einer Bildröhre wiedergegebenen Gesichter von Menschen gewöhnlich in der Nähe des oberen Randes der Röhre dargestellt. Während Bekleidung und auch die Umgebung oft mit falscher Sättigung oderThe color deviations of a reproduced image can be very unpleasant for the viewer. In particular, the faces of people displayed on a picture tube are usually displayed near the top of the tube. While clothing and the surroundings are often with the wrong saturation or

falschem Farbton dargeboten werden können, ohne dass sich der Zuschauer dieses Fehlers bewusst wird, gilt dies nicht für menschliche Gesichter. Wenn jedoch der Betrachter den Versuch unternimmt, seine Einstellknöpfe so nachzustellen, dass er eine richtige Farbe für die Gesichter unter den Verhältnissen erhält, welche bei einer Lage der Lochmaske in der Stellung 10' auftreten, dann wird der verbleibende und grössere Teil des Bildes mit verschlechterter Farbreinheit oder verschlechterter Gleichförmigkeit des Weisspegels dargeboten.wrong color can be presented without the viewer becomes aware of this error, this does not apply to human faces. However, if the viewer tries to to adjust his adjustment knobs so that he gets a correct color for the faces under the circumstances which occur with a position of the shadow mask in the position 10 ', then the remaining and larger part of the image is deteriorated Color purity or deteriorated uniformity of the white level.

Um diese vorgenannten Verhältnisse zu überwinden, schafft die vorliegende Neuerung eine grössere Kompensation für die thermische Ausdehnung am oberen Bereich der Lochmaske als an den Seiten. Daher ist die Federklammer 13 so gestaltet , dass sie ein grösseres Mass an thermisch verursachter Verbiegung besitzt als die Federklammer 12 und dadurch der obere Teil der Maske näher zur Frontplatte bewegt wird als der untere Teil der Maske. Die Lochmaske .nimmt dann die Stellung 10" ein und die öffnungen 55» 56, 57 und 58 nehmen die Stellungen 55", 56", 57" und 58" ein. Dies gestattet, dass der Elektronenstrahl in jeder uer Stellungen 51, 52, 5? und 5¹J durch die öffnungen an den Stellungen 55", 56", 57" und 58" läuft, ro dass er in jedem Augenblick auf den richtigen Leuchtstoffbereich auftrifft.In order to overcome these aforementioned relationships, the present innovation creates a greater compensation for the thermal expansion in the upper area of the shadow mask than on the sides. The spring clip 13 is therefore designed in such a way that it has a greater degree of thermally caused bending than the spring clip 12 and, as a result, the upper part of the mask is moved closer to the front panel than the lower part of the mask. The perforated mask then assumes the position 10 "and the openings 55", 56 ", 57" and 58 "assume the positions 55", 56 ", 57" and 58 ". This allows the electron beam to be in any outer position 51, 52, 5? And 5 ¹ J runs through the openings at positions 55 ", 56", 57 "and 58" so that it strikes the correct phosphor area at every moment.

Da sich die Federklammern 12 und 13 durch einen Bogen senkrecht zur Ebene der Figur 5 drehen, ist es ersichtlich, dass die Lochmaske in der Ebene der Figur 5 über Streckenstücke verschoben wird, die kleiner sind als das Streckenstück a. Hierdurch wird das Problem einer Fehleinstellung der Lage verringert, das sich dadurch ergeben würde, dass sich die unteren öffnungen um ein Streckenstück a zusätzlich zu dem Streckenstück verschieben würden, welches durch die Ausdehnung der Lochmaske nach Figur 5 verursacht wird. Für sich allein genommen verhindert jedoch die Vermeidung der Verschiebung der Lochmaske über das volle Streckenstück a nicht das Auftreten einer Fehleinstellung am oberen Rand des Bildes, das auf der Frontplatte der Röhre wiedergegeben wird, da die vorbekannte Korrektur bewirkte, dass die Lochmaske über Since the spring clips 12 and 13 rotate through an arc perpendicular to the plane of FIG. 5, it can be seen that the perforated mask is shifted in the plane of FIG. 5 over sections that are smaller than section a. This reduces the problem of incorrect setting of the position, which would result from the fact that the lower openings would shift by a section a in addition to the section which is caused by the expansion of the shadow mask according to FIG. Taken alone, however, avoiding the shifting of the shadow mask over the full section a does not prevent the occurrence of a misalignment at the upper edge of the image that is reproduced on the front plate of the tube, since the previously known correction caused the shadow mask over

ihre gesamte Fläche um eine gleiche Entfernung in Richtung der Frontplatte verschoben wurde. Die vorgenannte '..^?ehleinstellung wird jedoch dadurch in starkem Masse vermindert, wenn nicht vollständig beseitigt, dass die Lochmaske an ihrem oberen Bereich näher zur Frontplatte geschoben wird.its entire surface has been shifted an equal distance towards the faceplate. The aforementioned '.. ^? However, setting is greatly reduced, if not completely eliminated, by pushing the top of the shadow mask closer to the faceplate.

Vorstehend wurde eine Farbfernseh-Bildröhre beschrieben mit verbesserter Kompensation für die thermische Ausdehnung einer Lochmaske und ohne nachteilige Beeinflussung der mechanischen Halterung der Lochmaske im Innern der Röhre. Da neuerungsgemass Federklammern an sich bekannter Form verwendet werden, welche auf Ansätzen (Zapfen) aufsitzen, die in dem Rand der Frontplatte einer Fernsehröhre in bekannter Weise eingebettet sind, ergibt sich keine Vergrösserung der Schwierigkeiten bei der Befestigung der Lochmaske an der Innenseite der Röhre. Es wird daher eine verbesserte Lageübereinstimmung in der Röhre zwischen den öffnungen in •der Lochmaske und den Leuchtstoffbereichen auf der Frontplatte aufrechterhalten, einhergehend mit einer Verbesserung der Farb reinheit und der Gleichförmigkeit des Weisspegels.A color television picture tube has been described above with improved compensation for the thermal expansion of a shadow mask and without adversely affecting the mechanical mounting of the shadow mask inside the tube. Since, according to the innovation, spring clips of a known shape are used, which sit on lugs (pegs) that are embedded in the edge of the front panel of a television tube in a known manner, there is no increase in the difficulties in attaching the shadow mask to the inside of the tube. An improved position correspondence in the tube between the openings in the shadow mask and the phosphor areas on the front plate is therefore maintained, accompanied by an improvement in the color purity and the uniformity of the white level.

Claims

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SchutzansprücheProtection claims

1. Vorrichtung in einer Farbfernseh-Bildröhre mit einer Frontplatte, einem von der Frontplatte vorstehenden Rand und einer Lochmaske, die im Innern der Rühre hinter der Frontplatte angeordnet ist, zur Kompensation der Röhre bezüglich der Ausdehnung der Lochmaske infolge eines Temperaturanstiegs der Maske, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst:1. Device in a color television picture tube with a front plate, an edge protruding from the front plate and a perforated mask, which is arranged inside the tube behind the front plate, to compensate for the expansion of the tube the shadow mask as a result of an increase in temperature of the mask, characterized in that it comprises:

erste und zweite bimetallische Federklammern (12), bei denen jeweils ein Ende an einer Seite des Tragrahmens (11) der Lochmaske (10) befestigt ist und das andere Ende jeder der Federklammern (12) schwenkbar an einem Ansatz (IM) an beiden Seiten des Randes der Frontρ]atte (16) befestigt ist, wobei jede der Federklammern (12) einen aktiven Bereich mit einer Neigung zur Verbiegung bei Temperaturanstieg besitzt, und eine dritte bimetallische Federklammer (13)* bei der ein Ende am oberen Rand des Rahmens (11) und das andere Ende schwenkbar an einem Ansatz (17) am Oberteil des Randes der Frontplatte (16) befestigt ist,first and second bimetallic spring clips (12), in each of which one end is attached to one side of the support frame (11) of the shadow mask (10) and the other end of each of the spring clips (12) is pivotably attached to a projection (IM) on both sides of the Edge of the Frontρ] atte (16) is attached, each the spring clips (12) has an active area with a tendency to bend when the temperature rises, and a third bimetallic spring clip (13) * in which one end is pivotable on the upper edge of the frame (11) and the other end is attached to a shoulder (17) on the upper part of the edge of the front plate (16),

wobei diese dritte Federklammer (13) einen aktiven Bereich mit einer Neigung zur Biegung bei Temperaturanstieg besitzt und der aktive Bereich dieser dritten Federklammer (13) so gestaltet ist, dass dieses andere Ende der dritten Federklammer eine grössere Verschiebung bezüglich des Rahmens (11) der Lochmaske (10) als das andere Ende der ersten und zweiten Federklammer (12) für irgendeinen im normalen Betrieb der Röhre auftretenden Temperaturanstieg der Lochmaske (10) besitzt.said third spring clip (13) having an active area with a tendency to bend when the temperature rises, and the active area of this third spring clip (13) is designed so that this other end of the third spring clip a greater displacement with respect to the frame (11) of the shadow mask (10) than the other end of the first and second spring clips (12) for any temperature rise of the shadow mask (10) occurring during normal operation of the tube.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , dass die aktiven Bereiche der ersten und zweiten Federklammer (12) im wesentlichen identische Gestalt besitzen und der aktive Bereich der dritten Federklammer (13) eine grössere Länge als der aktive Bereich der ersten und zweiten Federklammerh besitzt.2. Device according to claim 1, characterized in that the active areas of the first and second spring clip (12) are essentially identical in shape and the active area of the third spring clip (13) has a length greater than that of the active area of the first and second spring clips.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass die aktiven Bereiche der ersten und3. Device according to claim 1, characterized in that the active areas of the first and

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■i■ i zweiten Federklammer (12) im wesentlichen identische Gestaltsecond spring clip (12) essentially identical in shape

besitzen und der aktive Bereich der dritten Federklammer- (13)and the active area of the third spring clip (13)

: eine kleinere Breite als der aktive Bereich der ersten und der: a smaller width than the active area of the first and the

ί has a second spring clip.

;; ,**. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn-;; , **. Device according to claim 1, characterized

zeichnet,, dass die erste und zweite bimetallischedraws, that the first and second bimetallic

|; Federklammer (12) zur Befestigung des Rahmens (11) an dem Rand|; Spring clip (12) for fastening the frame (11) to the edge

'.; (15) der Frontplatte (16) an jedem von zwei Punkten (Ansetzen)'.; (15) of the front plate (16) at each of two points (attachment)

jj (1*0 des Randes vorgesehen und in ihrer Lage so angeordnet(1 * 0 of the edge provided and so arranged in their position

|; eind,dass jeder der beiden Punkte (I¹O mit einer der gegen-|; and that each of the two points (I ¹ O with one of the opposite

; überliegenden Seiten des Rahmens (11) gekoppelt ist, wobei; overlying sides of the frame (11) is coupled, wherein

jede der bimetallischen Federklammern (12) eine Neigung besitzt, bei einem Temperaturanstieg derselben beim normalen Betrieb der Bildröhre die Seite des Rahmens (11), an der sie jeweils befestigt ist, um ein vorgegebenes Streckenstück in Richtung der Frontplatte (16) zu verschieben, und eine dritte Federklammer (13) zur Befestigung einer dritten der vier Seiten des Rahmens (11) an dem Rand der Frontplatte (16) an einem dritten Punkt (17) auf dem Rand angeordnet ist, wobei diese dritte bimetallische Federklammer (13) bei diesem vorgegebenen Temperaturanstieg die dritte der vier Seiten des Rahmens in Richtung der Frontplatte (16) um ein anderes Streckenstück als das vorgenannte Streckenstück verschiebt.each of the bimetallic spring clips (12) has a tendency, when the temperature of the same during normal operation of the picture tube, the side of the frame (11) to which it is attached to a predetermined distance in Direction of the front panel (16) to move, and a third spring clip (13) for fastening a third of the four sides of the frame (11) to the edge of the front panel (16) on one third point (17) is arranged on the edge, this third bimetallic spring clip (13) being given in this case Temperature rise the third of the four sides of the frame towards the front panel (16) by another stretch than the aforementioned section moves.

5. Vorrichtung nach Anspruch M, dadurch gekenn-' zeichnet, dass die erste und zweite bimetallische5. The device according to claim M, characterized in that the first and second bimetallic

Federklammer (12) an dem Rahmen (11) an vertikalen Seiten desselben unterhalb der horizontalen Mittellinie des Rahmens (11) befestigt- sind,Spring clip (12) on the frame (11) on vertical sides of the same below the horizontal center line of the frame (11) are attached,

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , dass die dritte bimetallische Federklammer (13) an dem Rahmen (11) auf einer horizontalen Seite desselben oberhalb der horizontalen Mittellinie des Rahmens befestigt ist und die horizontale Seite in Richtung der Frontplatte (16> um ein StreckenstUck verschiebt, welches grosser ist als das vorgenannte Streckenstück.6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the third bimetallic spring clip (13) attached to the frame (11) on a horizontal side thereof above the horizontal center line of the frame and the horizontal side towards the front panel (16> shifts by a distance which is larger than the aforementioned distance.