DE852423C - Elektronenstrahlroehre mit einem oder mehreren Elektrodensystemen zur Erzeugung eines gerichteten Elektronenbuendels - Google Patents

Description

Das Elektrodensystem zur Erzeugung und Fokussierung eines gerichteten Elektronenbündels in Elektronenstrahlröhren enthält eine Anzahl Elektroden, die mittels eines Montagestiftes leicht und genau auf die richtige Weise distanziert und symmetrisch in l>ezug auf die Bündelachse angeordnet werden können. Schwieriger ist die Montage der Ablenkplattenpaare in Systemen mit elektrostatischer Ablenkung des Elektronenbündels, die immer ίο ]>esondere Lehren erfordert.

Die¹ Lage der Plattenpaare in bezug auf die Bündelachse ist sehr wichtig und selbst kleine bei der Montage der Plattenpaare gemachte Fehler, die aus solchen geringen Abweichungen bestehen, daß sie bei der Prüfung vielfach nicht einmal bemerkt werden, können später, nachdem das Elektrodensystem in der Röhre angeordnet und diese in Betrieb gesetzt worden ist, an Hand der auf dem Bildschirm vom Bündel l>eschriel>enen Figur zu unbrauchbaren Röhren führen.

Das angewendete Verfahren besteht in der Regel darin, daß zunächst die drehsymmetrischen Teile des Elektrodensystems auf einem Montagestift geeigneter Form angeordnet und mittels einer Klemmvorrichtung in der erwünschten Lage festgehalten werden. Xach Befestigung der erwähnten Teile an

den Halterungsorganen wird der Montagestift entfernt, worauf die Ablenkplattenpaare angeordnet werden, die genau symmetrisch in bezug auf die Bündelachse angeordnet sein müssen, und im Hinblick auf die Ablenkempfindlichkeit möglichst kleinen Abstand haben sollen. Die Grenze, bis zu der man mit der Verringerung des Plattenabstandes gehen kann, wird durch die größte Winkelablenkung bestimmt, mit der der Leuchtfleck in die Bildecken ίο geschoben wird. Die Platten dürfen dann praktisch noch keine Elektronen aus dem Bündel abfangen. Bei unsymmetrischer Anordnung der Platten in bezug auf die Bündelachse kann das Bündel in der einen Richtung über einen größeren Winkel als in der entgegengesetzten Richtung ausweichen, und der Bildschirm läßt sich vom Strahl nicht voll ausleuchten.

Die Genauigkeitsanforderungen sind bei Mehrstrahlröhren noch größer, weil bei derartigen Röhren zu den beschriebenen Bedingungen noch weitere hinzutreten, die sich aus der relativen Lage der einzelnen Elektronenstrahlen ergeben.

Die Erfindung bezweckt eine bauliche Verbesserung von Elektrodensystemen für Elektronenstrahlröhren, durch die die Toleranzen bei der Montage leicht innegehalten werden können. Nach der Erfindung sind die bündelbegrenzende Blende und gegebenenfalls eine oder mehrere Elektronen, die einen Teil des gleichen Elektrodensystems mit dem am meisten vom Bildschirm entfernten Plattenpaar bilden, zu einer von den übrigen Elektroden getrennten Einheit vereinigt. Von den verbleibenden Elektroden bilden wenigstens die Regelelektrode und die Sauganode ein Ganzes.

Es bietet keine besonderen Schwierigkeiten, die bündelbegrenzende Blende und das darauffolgende Plattenpaar derart einzustellen, daß die Platten symmetrisch zur Symmetrieachse der Blendenöffnung stehen. Die übrigen Elektroden können auf bekannte Weise zu einer Einheit vereinigt werden. Wenn die beiden Teile fertig sind, so werden sie miteinander verbunden, wobei zu beachten ist, daß die Bündelachse und die Symmetrieachse der Blendenöffnung, nach der die Einstellung der Platten erfolgte, zusammenfallen. Nach einem anderen Kennzeichen der Erfindung können zwischen den beiden Teilen Verbindungsorgane zur Verwendung kommen, die eine kleine Formänderung gestatten. Dazu braucht bei der Befestigung der Teile aneinander die Einstellung dieser Teile in bezug aufeinander nicht absolut genau zu erfolgen. Außerdem können dann die Formänderungen, die durch die Befestigung der Teile auftreten, noch korrigiert werden. Die genaue Einstellung kann bei der Überprüfung stattfinden. Hierbei tritt der Vorteil auf, daß bei der Verdrehung der Systemteile in bezug aufeinander die Lage, welche die Ablenkplatten in bezug auf die bündelbegrenzende Blende einnehmen, nicht geändert wird.

Bei Mehrstrahlröhren ist noch auf die Lage dieser Plattenpaare in bezug auf die Verbindungslinie der Blenden und außerdem darauf zu achten, daß die Bündelachsen genau in der gleichen Ebene liegen, da bei sich kreuzenden Achsen Fehler von der gleichen Art auftreten, wie bereits mit Rücksicht auf eine fehlerhafte Anordnung der Platten erwähnt wurde. Durch gesonderte Montage lassen sich Fehler bei Anordnung der Platten in bezug auf die Verbindungslinie der Blenden leicht vermeiden. Ungenauigkeiten im Verlauf der Bündelachsen können am Elektrodensystem auf einfache Weise korrigiert werden. Zur Erzielung einer großen Genauigkeit verwendet man zur Einstellung der Bündelachsen vorzugsweise optische Mittel. Alan ordnet dazu an der Stelle der Kathode eine Lichtquelle an. Die von den öffnungen in den hintereinander angeordneten Blenden abgesonderten Lichtbündel läßt man auf einen Schirm fallen, wobei der Verlauf der Bündelachsen an Hand der auf dem Schirm sichtbaren Lichtpunkte nachgeprüft werden kann. Infolge der nachgiebigen Verbindung zwischen den l>eiden Teilen sind diese Teile in bezug aufeinander ein wenig verschiebbar oder drehbar, bis die richtige Lage erreicht ist. Die Einstellung der Platten bleibt dabei unverändert.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele von Elektrodensystemen zur Verwendung in Elektronenstrahlröhren nach der Erfindung dargestellt. Fig. ι ist ein Beispiel eines Elektrodensystems für eine Röhre mit einem Elektronenstrahl, und go

Fig. 2 zeigt ein Elektrodensystem für eine Zweistrahlröhre.

In den beiden Figuren sind die entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Das Elektrodensystem nach Fig. 1 besteht aus zwei Teilen I und II, die durch dünne Metallstäbchen ι miteinander verbunden sind. Die Elektroden, von denen 2 die Regdelektrode ist, 3 die Sauganode, 4 die Beschleunigungsanode und 5 die bündelbegrenzende Blende darstellen, sind in Platten 6 befestigt. Wenn die Halterungsstäbe 7 aus Isolierstoff bestehen, können diese Platten 6 aus Metall hergestellt werden. Die Platten werden mittels Ringen 8 festgesetzt, die um die Halterungsstäbe geklemmt sind; mittels einer geeigneten Kittmasse kann die Verschiebung der Ringe verhütet werden. Die Stäbe, mit denen die Blende 5 verbunden ist, tragen auch die Ablenkplattenpaare 9 und 10. Das ganze System ist mittels eines Klemmringes 11 am Füßchen der Röhre l>efestigt, wol>ei no mit dem Klemmring verbundene, seitlich vorstehende Halter 12 als Untefstützungspunkte für die Halterungsorganei 7 dienen.

Beim Aufbau kann wie folgt vorgegangen werden. Die Elektroden 2, 3 und 4 werden auf einen Montagestift geschoben. Dieser l>esteht vorzugsweise aus einem zylindrischen Metallstab, dessen Durchmesser derart gewählt ist, daß die Elektroden 3 und 4 ihn genau umschließen. Das eine Ende des Stabes ist mit einem dünnen zylindrischen Teil versehen, dessen Durchmesser der öffnung in der Sauganodenblende entspricht. Dieser Teil soll genau in bezug auf die Mittellinie des Stabes zentriert sein. Die zylindrische Sauganode 3 wird auf den Stift geschoben, worauf auf dem dünnen Teil ein Distanzring angeordnet wird, dessen Höhe den

Abstand zwischen der Sauganode und der Regelelektrode bestimmt. Darauf wird die Regelelektrode auf den dünnen Teil des Stiftes geschoben, und die Elektroden werden z. 15. mittels eines federnden Klemmringes in dieser Lage festgehalten. Darauf wird vom anderen Ende an unter Zwischenfügung eines Distanzringes die Elektrode 4 auf den Stift geschoben und mittels einer geeigneten Klemmvorrichtung an die Sauganode angedrückt. Die Elektroden sind bereits vorher mit den Halterungsplatten 6 versehen. Darauf werden die Tragorgane 7, auf die die erforderlichen Klemmringe vorher aufgeschoben sein können, längs der Halterungsplatten gelegt und die Zungen der Kkmmringe durch Schweißung mit den Platten verbunden. Mittels einer geeigneten Kittmasse, die z. B. durch Erhitzung erhärtet oder verglast wird, können die Ringe gegen Verschiebung gesichert werden.

Zur Montage des Teiles I benutzt man eine Montagelehre, mit der die Platten des ersten Plattenpaares 9 genau einstellbar sind, und die mit einem zylindrischen Teil versehen ist, dessen Mittellinie die Bündelachse darstellt. Der Durchmesser des zylindrischen Teiles entspricht dem Durchmesser der öffnung in der bündelbegrenzenden Blende 5. Nachdem die Platten 9 gegen die Lehre geklemmt worden sind und die Elektrode 5 auf den Stift geschoix-n worden ist, kann die Befestigung an den Halterungsstäben erfolgen.

Der dünne zylindrische Teil der Lehre kann eine solche Länge hal>en, daß er bis in die öffnung der Sauganode greift, nachdem die l>eiden Systemteile in dem zwischen den Elektroden 4 und 5 gewünschten Abstand in Flucht angeordnet worden sind.

Vorher ist natürlich der für den Teil II verwendete Montagestift zu entfernen. Die Einstellung der Ixiiden Teile in Ix¹ZUg aufeinander kann bei dieser Ausbildung hinreichend genau mit dem Auge erfolgen. Der mit der Montagelehre verbundene Stift sichert eine vorzügliche Führung, so daß die richtige Einstellung des Plattenpäares in bezug auf die Bündelachse stets sichergestellt ist. Die Blende 5 und die zylindrische Beschleunigungselektrode 4 halxm das gleiche Potential, so daß die Anordnung der Blende das elektrische Feld der Abbildungslinse zwischen der Sauganode 3 und diesen zylindrischen Teil nicht beeinflußt.

Schließlich werden die Platten 10 des zweiten Plattenpaares angeordnet, die mit Hilfe einer gesonderten Lehre hinreichend genau einstellbar sind. Die besten Ergebnisse erhält man, wenn diese Lehre eixnifalls -mit einem Richtorgan in Form eines dünnen zylindrischen Stiftes versehen ist, der durch die öffnung der Blende 5 bis in die öffnung der Sauganode greift. Die Platten sind durch Metallstreifen 13 mit den Tragorganen des Teiles I oder II verbunden. Bei Ülierprüfung des Systems können die Teile I und II einer kleinen Verstellung in bezug aufeinander unterworfen werden, falls eine Korrektion sich als erforderlich erweisen würde. Bei dem auf diese Weise hergestellten System für eine Einstrahlröhre wird dies in derRegel nicht erforderlich sein.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Ausbildung kann die Montage der Elektroden entsprechend erfolgen. Die Trennung zwischen den Teilen I und II des Elektrodensystems liegt im vorliegenden Fall in einem anderen Punkt als im Beispiel nach Fig. 1. Der Teil II enthält die Regelelektroden 2 und Blenden 15. Während des Betriebes der Röhre wird den Blenden die Sauganodenspannung zugeführt. Die Blenden 15 sind von den zylindrischen Organen 3 getrennt, so daß bei Verstellung der Teile I und II in bezug aufeinander diese Teile in bezug auf die Blenden eine Verstellung erfahren. Diesen Organen wird die gleiche Spannung wie den Blenden zugeführt, so daß an dieser Stelle kein elektrisches Feld vorhanden ist, dessen Kraftlinienverlauf die Elektronenrichtung beeinflussen kann und sich ändern würde, wenn die Teile in bezug aufeinander verschoben werden. Die Abbildungslinse wird zwischen den zylindrischen Elektroden 3 und 4 gebildet, die mittels eines zylindrischen stabförmigen Montagestiftes genau in bezug aufeinander einstellbar sind und in dieser Lage an den Halterungsorganen 7 befestigt werden. Mit den Elektroden 4 sind die bündelbegrenzenden Blenden 5 zu einem Ganzen vereinigt. Darauf werden die Plattenpaare 9'und 10 angeordnet, wobei besonders die Lage der Platte 9 zu berücksichtigen ist, die genau senkrecht zur Verbindungslinie der Blenden stehen müssen.

Man kann auch in umgekehrter Reihenfolge verfahren und zunächst die am dichtesten an die Blenden heranrückenden Plattenpaare in bezug auf die Blenden und die Verbindungslinie deren Mitten einstellen. Nach der Befestigung der Platten und der mit den Blenden versehenen zylindrischen Elektroden 4 an den Unterstützungsorganen werden mittels Montagestiften, die genau in die zylindri- 10a sehen Teile 4 hineinpassen, die Elektroden 3 eingestellt und an den Halterungsstäben befestigt.

Die Lage der Ablenkplatten muß die gleiche bleiben, und außerdem sollen auch die Linsenelektroden fest bleiben, falls die Teile I und II des i°5 Systems zur richtigen Einstellung ein wenig aufeinander verdreht werden müssen. Dies ist dadurch möglich, daß die Sauganodenblende und der zylindrische Teil, der während des Betriebes der Röhre das gleiche Potential hat, voneinander ge- i" trennt sind. Zwischen diesen beiden Elektroden liegt die Trennfläche der Systemteile.

Nachdem diese Teile richtig voneinander distanziert worden sind, erfolgt die Einstellung, wobei dafür Sorge getragen werden soll, daß die die Mitten der öffnungen in den bündelbegrenzenden Blenden verbindende Linie sich parallel zur Verbindungslinie der Mitten der öffnungen in den Sauganodenblenden erstreckt. Mit den zur Verfügung stehenden mechanischen Hilfsmitteln kann man die richtige Einstellung vornehmen. Die erreichte Genauigkeit ist hinreichend in bezug auf die Parallelität der Bündelachse. Als Hilfsmittel kann hierbei von den Lehren Gebrauch gemacht werden, die zur Einstellung der Platten dienen und mit einem langen dünnen Stift versehen sind, die bis in

die Öffnung der Sauganodenblende greift. Anmelderin hat aber festgestellt, daß die Kreuzung der Bündelachsen nie vollkommen vermieden werden kann. Dieser Fehler kann bei der optischen Überprüfung beobachtet werden, bei den bekannten Systemen in diesem Augenblick aber nicht mehr korrigiert werden, ohne daß die richtige Einstellung der Plattenpaare gestört wird. Die Erfindung ermöglicht diese Korrektur, ohne daß sich dadurch die Anordnung der Ablenkelektroden in bezug auf die Blende ändert.

Die Erfindung ist insbesondere wichtig für Kathodenstrahlröhren für Meßzwecke. Zwischen den Platten des einen Plattenpaares wird dabei die zu messende Spannung oder eine mit der zu messenden Größe übereinstimmende Spannung angelegt, während dem Plattenpaar, das eine Bündelablenkung in der Richtung senkrecht zur vom ersten Plattenpaar bewirkten Ablenkung zustande bringt, eine sich mit der Zeit ändernde Spannung zugeführt wird. Die Montage des erstgenannten Plattenpaares erfordert die meiste Sorgfalt, so daß man dieses am dichtesten an die bündelbegrenzende Blende heranrücken wird.

Die Stromzuführungsdrähte sind in den Ausführungsbeispielen nicht dargestellt. Sie werden zweckmäßig vor der Endprüfung des Systems angeordnet, damit ihre Befestigung die Elektrodenjustierung nicht erneut stört.

Die Erfindung ist nicht auf die in den Ausführungsformen verwendeten Halterungsorgane der Elektroden beschränkt. Sie kann auch für andere Halterungen Anwendung finden, z. B. bei Verwendung von Paßringen aus Isolierstoff, etwa aus Magnesium-Aluminium-Silikaten auf Specksteinbasis, die derart ausgebildet sind, daß sie einander passend umschließen und dabei die Elektroden festklemmen.

Die beiden Teile, aus denen nach der Erfindung das Elektrodensystem besteht, können weiter je gesondert auf dem Füßchen der Röhre angeordnet werden. Die Befestigungsart der Elektroden ist nicht wesentlich, falls dafür Sorge getragen wird, daß zwischen den beiden Systemteilen Verbindungen vorhanden sind, die eine geringe Bewegung des einen Teiles in bezug auf den anderen gestatten.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Elektronenstrahlröhre mit wenigstens einem Elektrodensystem zur Erzeugung eines gerichteten Elektronenbündels, das außer einer Regelelektrode und einer Sauganode eine das Bündel begrenzende Blende besitzt, die zweckmäßig in einem feldfreien Raum derart aufgestellt ist, daß sie im wesentlichen die Richtung der Bündelachse bestimmt, welche Röhre weiter mit Ablenkorganen zur Bündelablenkung auf elektrostatischem Wege versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die bündelbegrenzende Blende und gegebenenfalls eine oder mehrere Elektroden des Elektrodensystems mit dem am weitesten vom Bildschirm entfernten Plattenpaar zu einer von den übrigen Elektroden getrennten Einheit vereinigt ist und daß von den übrigen Elektroden wenigstens die Regelelektrode und die Sauganode ein Ganzes bilden.
2. 2. Elektronenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Systemteile durch deformierbare Verbindungsmittel miteinander verbunden sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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