DE964064C - Elektronenstrahlroehre mit Viellochblende - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Elektronenstrahlröhren, bei welchen sich zwischen der Elektronenquelle und der mit dem Elektronenstrahl zu beaufschlagenden Fläche (im folgenden kurz »Schirm« genannt) eine Viellochblende befindet, welche den Zweck hat, den Elektronenstrahl nur auf bestimmte Elementarflächen des Schirms auffallen zu lassen.

Bei Röhren dieser Art hängt die Genauigkeit der Beaufschlagung dieser Elementarflächen weitgehend von der Genauigkeit ab, mit der die Löcher in der Viellochblende angebracht sind, und von der Genauigkeit, mit der sich diese Löcher mit den Elementarfläcben decken.

Die Erfinder haben festgestellt, daß, wenn die Viellochblende einen von Null verschiedenen Expansionskoeffizienten besitzt, Deckungsfehler auftreten können, und zwar auch dann, wenn im kalten Zustand die öffnungen der Viellochblende sich genau mit den Elementar flächen decken. Die Viellochblende erfährt nämlich im Betriebe beispielsweise unter dem Bombardement durch den Elektronenstrahl eine Temperaturerhöhung.

Durch die Erfindung sollen die öffnungen in der Viellochblende während des Betriebs der Röhre bei jeder Temperatur derselben sich in der anfänglich vorhandenen genauen Deckung mit den Elementarflächen des Schirms befinden.

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Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zweck bei einer Elektronenstrahlröhre mit Viellochblende für diese Blende eine Befestigungsvorrichtung vorgeschlagen, durch welche die erwähnte Deckung auch im Betrieb aufrechterhalten wird. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Viellochblende aus Materialien mit einem von Null verschiedenen Expansionskoeffizienten aufgebaut ist und daß die Befestigungsvorrichtung für die ίο Viellochblende so ausgebildet ist, daß sie sich entsprechend der Expansion- bzw. Kontraktion auf den Schirm hin bewegt bzw. von ihm entfernt. Dadurch wird die erforderliche Deckung zwischen den Öffnungen der Viellochblende und den Elementarflächen des Schirms aufrechterhalten.

Die Zeichnung zeigt sechs Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Fig. ι ist eine teilweise im Schnitt gehaltene Seitenansicht einer Dreifarbenwiedergaberöhre mit ao drei Kathodenstrahlerzeugern;

Fig. 2 stellt einen Aufriß der in Fig. ι verwendeten Befestigungseinrichtung dar;

Fig. 3 ist eine teilweise im Schnitt gehaltene Teildarstellung der Ausführurigsform nach Fig. ι und 2;

Fig. 4 ist eine zweite Ausfuhrungsform der Erfindung ;

Fig. 5 und: 6 enthalten eine Teildarstellung β'τ er dritten Ausführungsform in der Aufsicht und in der Seitenansicht;

Fig. 7 zeigt eine vierte Ausführungsform in· der Aufsicht;

Fig. 8 veranschaulicht eine Aufsicht auf eine fünfte Ausführungsform der Erfindung; Fig. 9 ist eine teilweise im Schnitt gehaltene Teildarstellung einer sechsten Ausführungsform und

Fig. io schließlich ein Schnitt längs der Ebene B-B in Fig. 9, welche eine Einzelheit der Ausführung nach Fig. 9 erkennen läßt.

In der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht die Röhre aus einem entlüfteten Kolben: 1 mit einem Schirm, der mit sogenannten Triaden von Leuchtstoffbelegungen überzogen ist. Jede dieser Triaden wird durch in den Ecken eines Dreiecks angeordnete rote, grüne und blaue Leuchtstoffbelegungen R, G, B gebildet. Außerdem enthält die Röhre die Elektronenstrahlerzeuger g_r, g_g und g_b, welche ebenfalls in den Eckpunkten eines Dreiecks angeordnet sind, dessen Form den Leuchtstoffdreiecken auf dem Schirm entspricht. Zwischen den Kathodenstrählerzeugern und dem Schirm befindet sich die Viellochblende 7. Zur Abtstung des Schirms· ist ein Ablenkjoch 13 von an sich bekannter Ausbildung mit zwei Ablenkspulenpaaren, die rechtwinklig zueinander angeordnet sind, auf dem Hals r 1 des Kolbens vorgesehen,

Der aus den Leuchtstoffbelegungen aufgebaute Schirm befindet sich auf der Innenseite der Stirnfläche 3 des Kolbens. Diese Stirnfläche ist kugelschalenförmig und wird durch· einen Kreis begrenzt. Sie kann jedoch auch eine andere Form und Umgrenzungslimie besitzen, nämlich beispielsweise eine Zylinderform haben oder vollständig eben sein und kann beispielsweise auch rechteckförmig sein. Ferner kann der Schirm auch innerhalb der Röhre, aber getrennt von ihrer Stirnscheibe 3, angeordnet werden.

Die Viellochblende 7 besteht aus einem Material, welches einen von Null verschiedenen thermischen Temperaturkoeffizienten besitzt, nämlich beispielsweise aus Kupfer, Nickel oder Eisen, und die Form der Blende 7 ist in demjenigen Sinne der Form der Stirnscheibe 3 angepaßt, daß beide denselben Krümmungsradius besitzen. Die öffnungen y_a der Viellochblende sind so angeordnet, daß auf jedie Triade von Leuchtstoffbelegungen, d. h. auf je drei Leuchtstofrbelegungen, eine Öffnung der Viellochblende fällt, wobei der Elektronenstrahl diese öffnungen durchsetzt, um die Leuchtstoffbelegungen der betreffenden Triade zu erregen.

Die Kathodenstrahler zeuger sind in einem gewissen Abstand von der Mittelachse x-x der Röhre und um dieselbe herum angeordnet, derart, daß der Elektronenstrahl die Ablenkebene A-A in äquidistanten Punkten von der Mittelachse durchsetzt, wobei die gegenseitige Lage dieser Punkte der gegenseitigen Lage der Leuchtstoffbelegungen innerhalb jeder Triade entspricht. Die Elektronenstrahlen konvergieren auf ihrem Wege zur Viellochblende 7 und schneiden sich in der Ebene dieser Viellochblende. Durch deren öffnungen γ_α hindurch fallen sie sodann auf die entsprechenden Leuchtstoffbelegungen auf.

Die obenerwähnte Ablen'kebene ist diejenige Ebene, welche bei einer Verlängerung des abgelenkten Strahls entgegen der Elektronenflugrichtung durch denjenigen Punkt hindurchgeht, in welchem der Elektronenstrahl die Mittelachse der Röhre schneidet. Wenn die Elektronenstrahlen nicht abgelenkt sind, d. h. wenn· sie auf die Schirmmitte auffallen, schneidet die Ablenkebene die Röhrenmittelachse genau oder annähernd in der Mitte des Ablenkjochs 13, wie durch die Linie A-A angedeutet.

Zur Bewerkstelligung der Temperaturkompensation der Blende 7, d. h. zur Sicherstellung einer betriebsmäßigen Deckung der Öffnungen J_a mit den zugehörigen Triaden von Leuchtstoffbelegungen, ist eine Anzahl von im ganzen mit 15 bezeichnieten Befestigungseinrichtungen vorhanden, die aus Angeln oder Gelenken bestehen, welche längs des Umfange· der Viellochblende voneinander beabstandet (das Wort beabstandet ist dem amerikanischen Fachausdruck »spaced« nachgebildet) sind. Diesie Befestigungseitirichtungen sind mit ihrer einen Seite an der Blende 7 angebracht und mit ihrer anderen Seite an. einem festen Rahmen 17. Dieser Rahmen selbst wird von Stiften 19, die radial von der Innenseite des konischen Kolbenteils ausgehen, getragen. Die Stifte 19 greifen dabei in V-förmige Rillen von kleinen Metallklötzen 25 auf der Außenseite des Rahmens 17 ein.

Für eine praktische Ausführung der Erfindung wurden sechs Angeln oder Gelenkkörper benutzt, um die erforderliche Temperaturkompensation für

eine rechteckige Blende mit einer Diagonale von 2i Zoll zu bewerkstelligen. Diese sechs Gelenkkörper wurden aus dünnen Streifen einer Nickel-Chrom-Legierung gebildet und besaßen eine Dicke von etwa 0,15 mm, eine Länge von etwa 3,8 cm und eine Breite von etwa 2,5 cm.

In Fig, 2 und 3 ist die Ausbildung der Befestigungskörper 15 genauer dargestellt. Ein solcher im ganzen mit 15 bezeichneter Befestigungskörper besteht im einzelnen aus einem senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 3 herausragenden Teil I5_a von etwa 2,5 cm Höhe, der über den- Rahmen 17 hinausragt und an ihm durch Punktschweißung befestigt ist, ferner aus einem abgewinkelten Teil ιSb' der durch Punktschweißung an seiner äußeren Kante 15,, mit der Blende 7 verbunden ist. Die Gelenkwirkung des Tragkörpers¹15 beschränkt sich auf die Knickstellen' i$_d und i5_e, in welchen schmale Schlitze i5_f und I5_Ä angebracht sind, während der Teil· i5_& durch eingepreßte Sicken i5_ft verstärkt ist.

Die anfängliche Deckung der Blendenlöcher mit den Leuchtstoffbelegungen ist in Fig. 1 dargestellt. Diese Figur läßt erkennen, daß^ die Ebene I5₆ des Gelenkteils der Tragglieder 15 einen Winkel von praktisch 90⁰ mit der Linie y-y einschließt, welche von der oberen Knickstelle 15^ nach dem Mittelpunkt der Ablenkebene A-A verläuft. Mit anderen Worten soll also der Teil I5_& senkrecht zu diemjenigen Weg verlaufen, welcher von den Elektronenstrah-len auf dem Weg zur Knickstelle I5_d durchmessen wird.

Wenn die Gelenkteile in der beschriebenen Weise angeordnet sind, bewegt sich die Blende unter dem Einfluß der Expansions- oder Kontraktionskräfte in der Richtung auf den Schirm hin bzw. vom Schirm fort, derart, daß die Blendenöffnungen mit den Leuchtstoffbelegungen stets, in Deckung bleiben.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf die in Fig. ι bis 3 dargestellte Form der Befestigungsglieder beschränkt, sondern man kann auch, wie in Fig. 4 veranschaulicht, die Viellochblende mit Hilfe von Doppelhebeln 27 verlagern. Dabei wird die Blende sich dann gegenüber dem Hebelarm 27 _a verschieben, und die Expansions- oder Kontraktionskraft P wirkt auf den anderen Schenkel 2"j_b, wobei der Drehpunkt des Doppelhebels im Punkt F liegt.

Die Tragkörper brauchen auch nicht durch von der Blende getrennte Glieder, die am Blendenrahmen befestigt sind, gebildet zu werden, sondern können gemäß Fig. 5 bis 8 mit der Blende bzw. dem Blendenrahmen aus einem Stück bestehen.

In Fig. 5 und 6, in welchen eine Blende mit etwa rechteckiger Begrenzung statt mit kreisförmiger Umrandung und mit einer kugelschalenartdgen Krümmung vorausgesetzt ist, ist ein in den Rand der Blende eingearbeiteter Kompensationsteil dargestellt. Dieser besteht aus einer Vielzahl von längs des Blendenrands voneinander beabstandeten, in sich steifen Gelenkteilen 35, deren geneigte Oberflächen 37 den die Blendenöffnungen tragenden Blendenteil 7 mit dem äußeren Randteil 41 verbinden. Die geneigten Flächen 37 der Verbindungsglieder 35 bilden vorzugsweise einen rechten Winkel zu den Linien y-y, die von ihrem Mittelpunkt zu der Mitte der Ablenkebene A-A in Fig. 1 verlaufen. Die Gelenkwirkung beschränkt sich auf die Teile 43 und 45, während die mittleren Teile 35 steif sind.

Bei der praktischen Ausführung dieser Ausführungsform wird die Viellochblende 7 mit ihren öffnungen und mit ihrem durchbrochenen Rand 33 aus einem einzigen dünnen Metallblech nach einem Ätzverfahren hergestellt und dieses geätzte Blech dann in einem Ziehh oder Preßverfahren in seine endgültige Form gebogen.

Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 5 und 6 wird die erforderliche Steifigkeit der Gelenkelemente 35 dadurch erzielt, daß die Mittelteile 35 breiter gehalten sind als. die Ansätze 43 und 45. Dasselbe Ergebnis läßt sich auch dadurch erzielen, daß man die Gelenkglieder durchweg gleich breit macht und sie jeweils durch eine Sicke 53 verstärkt, wie in Fig. 7 dargestellt.

Bei allen bisher beschriebenen Ausführungsformen sind die Verbindungsglieder voneinander dadurch getrennt, daß zwischen ihnen Blechteile herausgestanzt sind. Dadurch vermindert: sich zwar das Gewicht, jedoch sind¹ diese Ausführungen wegen des notwendigen Stanzvorgangs teurer und nicht unumgänglich notwendig. Man kann vielmehr auch genläß Fig. 8 Sicken 55 in einem nicht perforierten Rand 57 der Viellochblendenfläche 7 anordnen.

Wie oben erläutert, werden die Sicken 15^ (Fig. 2), 53 (Fig. 7)·, 55 (Fig. 8) zur Verstärkung des Innenrandes des Gelenkteils angeordnet, so daß die Formänderung sich auf die KnicksteMen 15 rf und i5_e in Fig. 2 bzw. 43 und 45 in Fig. 5 bis 8 beschränkt. Die Verstärkung oder die Erhöhung der Steifigkeit des Innetirandes des Gelenkteils läßt sich auch durch eine nachträgliche Vergrößerung der Dicke des Metalls (z. B. durch Galvanisieren) . oder beispielsweise durch Aufbringen von kleinen Metall schienen oder Rippen erreichen. Wenn zur Versteifung Sicken angebracht werden, so können: diese auch verschiedene Formen annehmen. Neben der Kreuzform der Sicken Ι5_ή in Fig. 2 und neben dien parallel zueinander verlaufenden¹ Sicken 53 in Fig. 7 oder 55 in Fig. 8 können die Sicken auch in kreisförmigen eingepreßten Vertiefungen bestehen.

Bei der in Fig. 9 und 10 dargestellten Ausfühirungsform wird die Temperaturkompensation mittels einer Reihe von Gleitkörperni 69 erreicht, die am Rand der Blende 7 angebracht sind und auf kleinen Schienen 67 verschiebbar sind, welche ihrerseits am Röhrenkolben befestigt sind. Diese Verschiebung geht in einer solchen Richtung vor sich, daß die Längsachsen der Schienen mit der Linie Y-Y zusammenfallen, die die Elektronenstrahlen durchlaufen, wenn sie bis zum Schirmrand^f abgelenkt sind.

Die Schienen 67 bestellen aus Metallstäben von kreisförmigem Querschnitt, welche in die Kappe

oder in den Stirnflächen-feil des Kolbens am Umfang der Viellochblende 7 eingelassen sind. Die Schienen können aber auch aus einem anderen Material als Metall bestehen, nämlich, beispielsweise aus Glasansätzen der Stirnscheibe. In allen Fällen wird die Neigung der Schienen 67 ebenso gewählt wie die Neigung der Strahlbahn gegenüber der Röhrenachse bei der Elektronenstrahlablenkung bis zum Schirmrand.

Wie in Fig. 10 dargestellt, können die Gleitkörper 69, zwischen denen die Blende 7 befestigt ist, aus Metallkörpern 69 bestehen, welche eine V-förmige Rille 6g_a von solcher Form enthalten, daß der kreisförmige Querschnitt der Schienen zum Teil in dieser Rille Platz findet. Die Fig. 9, welche die anfängliche Deckung der Blende mit dem Schirm zeigt, läßt erkennen, daß die Blende 7 gegenüber einer zur Richtung der Schienen; senkrecht verlaufenden Ebene geneigt ist. Dieser Neigungswinkel, der beispielsweise 10 bis 30⁰ betragen kann, wird so gewählt, daß durch die Expansionsoder Kontraktionskräfte der Blende diese sich längs der Schienen verschieben. Die Gleitkörper werden auf den Schienen 67 durch Federn 71 fest-

s5 gehalten, welche die Gleitkörper auf die Schienen aufdrücken. Zur Verminderung der Reibung kann dabei Graphit, Dioktylsebazat oder ein· anderes Schmiermittel geringen Dampfdruckes verwendet werden.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Elektronenstrahlröhre mit einer Viellochblende, die aus Stoffen besteht, die einen von Null verschiedenen thermischen Expansionskoeffizienten besitzen, und die innerhalb der Röhre derart befestigt ist, daß die öffnungen der Blende sich mit den ihnen zugeordneten Leuchtstoffbelegungen auf dem Röhrenschirm im kalten Zustand der Röhre decken, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtungfür die Blende innerhalb· der Röhre so ausgebildet und angeordnet ist, daß die Blende sich im Betrieb bei ihrer Expansion· auf den Schirm hin bewegt oder sich bei ihrer Kontraktion von ihm entfernt und somit die Deckung der Blendenöffnungen mit den Leuchtstoffbelegungen aufrechterhalten wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung· einen über Halterungen (19, 25) am Röhrenkolben abgestützten Rahmen (17) enthält, der die Blende (7) umgibt, daß dieser Rahmen mit der Blende über Verbindungsglieder (15) verbunden ist, deren Teile (is_e bis i5_c) durch biegsame Stellen (15^, i5_e) miteinander verbunden sind und einerseits (Teil I5_O) am Rahmen, andererseits (Teil i5_c) an der Blende anliegen und befestigt sind, daß ferner die dazwischenliegenden Teile (iS₆) steif ausgebildet sind und in einer Fläche liegen, die in einem bestimmten Winkel zu der Verbindungslinie zwischen der der Blende benachbarten biegsamen Stelle (15 _d) und dem Ablenkzentrum verläuft (Fig. 1 bis 3).

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung und die Blende (7) aus einem Stück bestehen und einem im wesentlichen steifen Rand (35), der die Blende umgibt, sowie eine in die Forrri gebogene Lippe (41), welche außerhalb dieses steifen Randes liegt, enthalten, wobei dieser geformte Randteil (35) von der Blende (7) und ferner von dem geformten Lippenteil (41) durch biegsame Teile (43, 45) getrennt ist, wobei ferner dieser geformte Lippenteil (41) einen· Rahmen bildet, der im wesentlichen in ■ der Ebene des Blendenrandes liegt und von Trägern, die auf der Innenseite des Röhrenkolbens befestigt sind, gehalten wird, und wobei schließlich der geformte Randteil (35) in einer Fläche liegt, die einen bestimmten Winkel zu der Verbindungslinie zwischen, der der Blende benachbarten biegsamen Stelle und dem Ablenkzentrum verläuft.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des geformten Randteils öffnungen (33) enthält, welche längs des Umfangs der Blende voneinander beabstandet sind (Fig. 5 bis 7).

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der geformte Randteil (57) eine Reihe von gegeneinander beabstandeten Verstarkungssicken (55) enthält, welche dem Randteil eine erhebliche Steifigkeit verleihen (Fig. 8).

6. Einrichtung· nach einem der Ansprüche 2 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Winkel etwa 90° beträgt.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungseinrichtung eine Reihe von voneinander beabstandeten und auf den Umfang der Blende (7) verteilten sowie an der Innenseite des Röhrenkolbens befestigten Schienen· (6j) enthält, daß die Längsachse dieser Schienen einen bestimmten Winkel mit der Oberflächenrichtung der Blende bildet, der kleiner als 90⁰ ist, und daß eine Reihe von Gleitkörpern (69), welche am Rand der Blende befestigt sind, auf diesen Schienen gleiten no (Fig. 9, 10).

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Schienen in einer Fläche liegen, welche die Röhrenlängsachse im Ablenkzentrum schneidet,

9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der bestimmte Winkel 80 bis 6o° beträgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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