DE970363C - Permanentmagnetische Fokussierungseinrichtung fuer den Elektronenstrahl von Kathodenstrahlroehren - Google Patents

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 11. SEPTEMBER 1958

P 4280 VIII c 121g

Die Erfindung betrifft ein permanentmagnetisches Fokussierungssystem für den Elektronenstrahl einer Kathodenstrahlröhre, die außen um den Hals der Röhre angeordnet ist und zwei ringförmige, gegeneinander verdrehbare Polglieder aus magnetisierbarem Material enthält, deren vom Elektronenstrahl abgelegene Ränder zahnartige Vorsprünge aufweisen.

In Vorrichtungen mit Fokussierung des Elektronenstrahls durch einen permanenten Magneten wird der Magnet im allgemeinen so angeordnet, daß ein Feld quer über einen Magnetspalt erzeugt wird, der den Hals der Kathodenstrahlröhre umgibt, wobei die Fokussierung durch Änderung der Spaltweite erfolgt.

Eine derartige Änderung in der Spaltweite ist iedoch unerwünscht, da dabei sich nicht nur die Feldstärke, sondern auch der Feldlinienverlauf ändert.

Eine bekannte Ausführung von magnetischen Elektronenlinsen gestattet, die Feldstärke ohne Variation der Spaltweite zu ändern; bei dieser wird ein Feld erzeugt zwischen zwei festen Polschuhen aus ferromagnetischem Material, deren innere Flächen den magnetischen Spalt begrenzen, während das magnetische Feld dadurch erzeugt

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\vird, daß eine Anzahl von halbringförmigen Permanentmagneten, welche in der Axialrichtung des Feldes magnetisiert sind, zur äußeren Fläche der zwei Polschuhe so angeordnet werden, daß sie dieselben verbinden. In diesem Fall läßt sich eine Änderung dadurch bewirken, daß einzelne Permanentmagneten fortgenommen oder zugefügt werden oder daß bei geringfügigen Justierungen eine in einem der Magneten angebrachte Schraube gedreht ίο wird,- wobei eine Außenfläche des Magneten mehr oder weniger von der Peripherie der Polschuhe entfernt wird. In beiden Fällen wird aber gleichzeitig mit der Änderung der Feldstärke auch eine Änderung in der Feldverteilung über den Umfang des Polschuhs und somit auch über den magnetischen Spalt einhergehen.

In einer anderen bekannten Ausführungsform eines unter Verwendung eines permanent magnetisi erbaren Gliedes aufgebauten Elektronenlinsensystems wird das magnetische Feld ähnlich wie oben zwischen den inneren Flächen von zwei ringförmigen Polschuhen erzeugt. In diesem Fall wird jedoch eines dieser ringförmigen Glieder durch den Dauermagneten dargestellt, und zwar dadurch, daß es in radialer Richtung permanent magnetisiert wird. Jeder dieser beiden Polschuhe ist an seinem äußeren Umfang mit zahnähnlichen Ansätzen versehen, welche so gebogen sind, daß zu einem gegebenen Zeitpunkt der Drehung beider Teile relativ zueinander jeder Zahn mit dem entsprechenden Zahn des anderen Schuhs eine Brücke über dem zwischen den äußeren Flächen der beiden Polschuhe liegenden Spalt bildet, wobei der magnetische Widerstand des Kraftlinienflusses verringert und die Feldstärke im ringförmigen Spalt zwischen den inneren Flächen der Polschuhe auf ein Maximum gebracht wird. Wenn aber dagegen die Polschuhe gegeneinander um einen gewissen Winkel gedreht werden, wird jeder Zahn des einen PoI-schuhs gegenüber der Lücke zwischen zwei Zähnen des anderen zu stehen kommen, wobei ein maximaler magnetischer Widerstand resultiert mit dem Ergebnis, daß die Feldstärke zwischen den inneren Polflächen auf ein Minimum herabsinkt. Diese Ausführungsform hat eine Reihe von Nachteilen: Einerseits wird außer dem Feld an der Seite des Permanentmagneten, der gegenüber dem andern Polschuh angeordnet ist, d. h. zusätzlich zu dem durch den Einfluß der Zahnbrücke gebildeten Feld, ein weiteres magnetisches Feld an der gegenüberliegenden Seite des Permanentmagneten entstehen, welches nicht dem Einfluß der Rotation der Polschuhe gegeneinander unterliegt. Dieses zweite Feld wird ebenfalls eine fokussierende Wirkung auf die Kathodenstrahlen ausüben, für welche diese Linsenanordnung bestimmt ist. Dieser letztere Einfluß wird dem normalen Feld zwischen den beiden Polschuhen überlagert sein, was offensichtlich unerwünscht ist. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß es schwierig und teuer ist, einen Permanentmagneten mit einer Reihe von Zähnen herzustellen, gerade weil die Materialien hoher magnetischer Remanenz zumeist eine große Härte aufweisen.

Eine weiterhin bekannte Konstruktion einer Elektronenlinse zur Konzentration eines Elektronen-Strahles in einer Kathodenstrahlröhre besteht aus einem zylindrischen, permanenten Magneten, der innerhalb des. Halses der Röhre in der Längsachse derselben angeordnet und mit zwei ringförmigen Endplatten aus Weicheisen versehen ist, von denen, je eine in Nähe jedes Endes des Zylinders angeordnet ist. Eine Änderung in der Feldstärke des magnetischen Feldes innerhalb des Zylinders wird durch axiale Bewegung eines zylindrischen Nebenschlusses erreicht, der auf der Außenseite des Rohrhalses angeordnet ist. Solch eine Anordnung, in der die Fokussierungseinrichtung einen. Teil der Kathodenstrahlröhre bildet, ist jedoch schwierig herzustellen, und erfordert außerdem eine neue Fokussierungseinrichtung, wenn eine Kathodenstrahlröhre erneuert wird, und führt dementsprechend zum Verlust der Fokussderungseinrichtung in der älteren Kathodenstrahlröhre.

Die Erfindung sieht nun eine Einrichtung vor, die durch Änderung der Intensität des Feldes im Fokussierungsspalt in üblicher Weise wirksam wird, ohne im wesentlichen auf die Form und die Verteilung des Feldes einzuwirken, und die weiterhin schnell hergestellt werden kann.

Erfindungsgemäß sind die Polglieder an den beiden Enden des ringförmigen, axial magnetisierten Permanentmagneten, angeordnet, und die Vorsprünge beider Polglieder sind symmetrisch ausgebildet und gegeneinander abgebogen.

Um die Erfindung besser verständlich zu machen, wird nachstehend das Beispiel in der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. ι eine Seitenansicht einer Ausführung nach der Erfindung,

Fig. 2 eine Vorderansicht,

Fig. 3 eine Rückansicht mit zur Hälfte weggebrochenem Stützsockel,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Anordnung mit einer Strahlzentrierungsvorrichtung,

Fig. 5 einen senkrechten Achsschnitt durch das Gerät nach Fig. 5.

Nach dem Beispiel ist ein permanenter Ringmagnet ι zwischen zwei Begrenzungsringen 2 und· 3 aus magnetisierbarem Material durch achsparallele Bolzen 4 befestigt. Die Ringe 2 und 3 sind flanschartig bei 2 α und 3 α nach innen gezogen und bilden hier zwischen sich einen ringförmigen. Fokussierungsspalt innerhalb der Bohrung des Ringmagneten.

Einer der Ringe 2 besitzt einen solchen Durchmesser, daß sein äußerer Umfang sich über den äußeren Umfang des permanenten Ringmagneten 1 hinaus erstreckt und ist an diesem äußeren. Umfang mit axial nach innen gerichteten Zähnen 2 b, vorzugsweise von rechteckigem Querschnitt, versehen.

Der andere Ring 3 besitzt einen kleineren Durchmesser als der Außenumfang des permanenten Magneten ι und ist auf seinem Umfang von einem Stellring 5 aus magnetisierbarem Material umgeben, dessen innerer Durchmesser etwa gleich dem äußeren Durchmesser des Ringes 3 ist, wodurch

sich der Stellring S auf dem Ring 3 verdrehen läßt. Der Ring 5 wird in seiner den Ring 3 umgebenden Lage durch die Anziehungskraft des Magneten 1 gehalten, so daß sich der Ring 5 mit dem Magneten ι in magnetischer Berührung befindet. Der äußere Umfang des Stellringes 5 besitzt etwa den gleichen Durchmesser wie der Ring 2 und ist auf dem Außenumfang mit Zähnen 5 b, vorzugsweise rechtwinkligen Zähnen, versehen, die gegen die Zähne 2 b des Ringes 2 gerichtet sind. Jeder Ring 2, 3 und 5 kann aus Metallblech bestehen, aus dem:

die Flansche 2 a, 3a und die Zähne 2b und $b durch eine geeignete Presse herausgedrückt sind.

Der Ring 2 ist z. B. mit drei rechtwinkligen Zähnen 2b versehen, die sich je etwa über ein Sechstel des Ringumfanges erstrecken und dementsprechend zwischen sich freie Räume von gleicher Umfangslänge aufweisen. Drei ähnliche rechteckige Zähne 5 b sind auf dem Stellring 5. Der Spalt zwischen den beiden Zahnreihen der Ringe 2 und 5 ist, wenn sich die Zähne gegenüberliegen, geringer als die Weite des Einstellspaltes zwischen den Flanschen 2 a, 3 a· innerhalb des permanenten Magneten. In dem Spalt zwischen den Zähnen bildet sich ein Magnetlinienfeld parallel zum Einstellspalt innerhalb des Magneten ι aus, und durch Verdrehung des Stellringes 5 werden die Zähne 5 b aus der Lage, in der sie den Zähnen 2b gegenüberliegen, schließlich in eine Endlage gebracht, in der sie den Zwischenräumen zwischen den Zähnen 2 b gegenüberliegen. Der Magnetfluß innerhalb des Einstellspaltes ändert sich dementsprechend mit der Verdrehung des Stellringes, und damit wird der Elektronenstrahl der Kathodenstrahlröhre fokussiert, deren Hals sich durch die Bohrung der Einstellvorrichtung erstreckt (gestrichelt in Fig. 4 angedeutet).

Die Ecken der rechteckigen Zähne können abgerundet werden, und die Zahnflanken können zum Radius der Anordnung geneigt liegen, wodurch der Einstellbereich vergrößert wird. Die Einstellung wird z. B. mittels eines Hebels 7 aus unmagnetischem Material durchgeführt, der durch Schrauben 8 mit einem der Zähne 5 b des Stellringes 5 verbunden ist. Dieser Hebel 7 kann mit einem Arm 9 versehen sein, der sich nach hinten durch das Gehäuse eines Fernsehempfängers hinaus erstreckt, so daß die Strahlfokussierung von Hand einstellbar ist. Andererseits kann die Fokussierung auch von einem entfernt liegenden Punkt aus durch einen Stellknopf oder durch Hebel, z. B. über einen geeigneten, Gelenkhebelmechanismus, oder über ein Getriebe erfolgen-, deren letztes Zahnrad mit Zähnen kämmt, die auf dem Stellring 5 vorgesehen sein können.
Die Fokussierungsanordnung kann in einem Rahmen des Empfängers mittels emes Sockels 10 angeordnet werden, der durch Schrauben 11 und einen Klemmring 12 mit dem Ring 3 fest verbunden ist. Der Sockel 10 ist so ausgebildet, daß er eingeklemmt zwischen dem Ring 12 und dem Ring 3 nur gegen den Ring 3 liegt, während der Stellring 5 frei verdrehbar bleibt. Durch diese Montage der Einstelleinrichtung kann man nach Lösen des Klemmringes 12 die gesamte Magnetanordnung um die Achse der Kathodenstrahlröhre drehen, um irgendwelche Unregelmäßigkeiten im Feld des permanenten Magneten 1 zu kompensieren, die entweder auf seine Magnetisierung oder auf leichte Veränderungen in der Lage zurückzuführen sind, in der er durch die Schrauben 4 zwischen den Ringen 2 und 3 festgeklemmt ist. Die Gesamtanordnung wird in der gewünschten justierten Lage durch Anziehen der Schrauben 11 befestigt.

In der perspektivischen Darstellung der Einrichtung nach Fig. 4 ist vor der Fokussierungseinrichtung eine Anordnung zur Zentrierung des Elektronenstrahles auf dem Schirm einer Kathodenstrahlröhre vorgesehen.

Die Zentriervorrichtung besteht aus zwei permanenten Magneten 21 und 22. Diese Magneten können aus dünnen Metallblechen hergestellt sein und sind vor dem Fokussierungsmagneten drehbar um die Achse dieses Magneten 1 und damit um den Hals der Kathodenstrahlröhre angeordnet, die sich durch den Mittelteil der Gesamtanordnung in Achsrichtung erstreckt. Zwischen dem Fokussierungsmagneten 1 und dem Magneten 21 sind drei ringförmige Abstandshalter aus dünnem unmagnetischem. Material 25, 26, 27 und zwischen den Magneten 21 und 22 ein weiterer ringförmiger Abstandshalter 28 aus unmagnetischem Material angeordnet. Vor dem Magneten, 25 befindet sich ein weiterer ringförmiger Abstandshalter 29 aus unmagnetischem Material. Die gesamte Anordnung wird in ihrer Lage vor dem Fokussierungsmagneten 1 mittels dreier Klammern 30 gehalten, die durch Schrauben mit dem Magneten 1 verbunden sind. Die sich in Längsrichtung erstreckenden Lappen 30 a dieser Klammern liegen auf dem Umfang eines Kreises, der etwa dem inneren Durchmesser der Magneten 21 und 22 entspricht, so daß sich die letzteren auf dem Lappen verdrehbar führen. Die inneren Durchmesser der Abstandsringe sind kleiner als der innere Durchmesser der Magneten 21 und 22, und in den Abstandsringen befinden sich Ausnehmungen 32, in die sich die Klammern 30 einlegen, durch das diese Ringe sich nicht mitdrehen können. Diese sind gegen den Fokussierungsmagneten durch nach außen gegen die Außenfläche des Ringes 29 umgebogene Enden 30 b der Klammern 30 gehalten. Einer der Abstandsringe besitzt Wellen oder Riffeln, die einen leichten, axial federnden Druck auf die Teile der Anordnung ausüben und eine Reibung zwischen den Magneten 21 und 22 und den angrenzenden Abstandsringen hervorrufen, wodurch die Magneten 21 und 22 in der eingestellten Lage festgehalten werden. Um das Verdrehen der Magneten zu erleichtern, sind sie mit Ohren 21 α und 22 a· versehen, die sich über den Außenumfang der Abstandsringe nach außen erstrecken.

Um die Zentriervorrichtung näher an die Achse heranzubringen, kann sie auch zwischen dem Fokussierungsmagneten und der Ablenkspule angeordnet werden.

Eine Zentrierung des Kathodenstrahles wird durch einfaches Drehen der beiden unabhängigen

Ringmagneten 2i und 22 um den Hals der Kathodenstrahlröhre erreicht.

Es kann auch das im Fokussierungsspalt erzeugte magnetische Feld durch eine vom Strom durchflossene Spule statt durch einen permanenten Magneten erzeugt werden. Bei dieser Ausführung würde der permanente Magnet 1 durch eine Fokussierungsspule ersetzt, während die sonstige Konstruktion ähnlich der dargestellten ist. Bei dieser Ausführung wurden jedoch die äußeren magnetischen Kraftlinien zwischen den Zähnen 2 b und 5 b in Reihe mit dem Fokussierungsspalt liegen, so daß, sobald die Zähne sich am weitesten voneinander entfernt haben, der magnetische Widerstand am größten ist, und in dieser Stellung wird der kleinste Magnetfluß im Fokussierungsspalt vorhanden sein. Der Luftwiderstand fällt ab, sobald die Zähne sich zueinander bewegen, und dementsprechend wächst der Magnetfluß im Fokussierungsspalt.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   i. Permanentmagnetische Fokussierungseinrichtung für den Elektronenstrahl einer Kathodenstrahlröhre, die außen um den Hals der Röhre angeordnet ist und zwei ringförmige, gegeneinander verdrehbare Polglieder aus magnetisierbarem Material enthält, deren vom Elektronenstrahl abgelegene Ränder zahnartige Vorsprünge aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Polglieder (2, 3) an den beiden Enden des ringförmigen, axial magnetisieren Permanentmagneten (1) angeordnet sind und daß die Vorsprünge (2 b, 5 b) beider Polglieder symmetrisch ausgebildet und gegeneinander abgebogen sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polglied (2) und dessen Vorsprünge aus einem Stück bestehen und fest angeordnet sind.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser des Polgliedes (3) kleiner ist als der des Permanentmagneten (1) und daß ein mit den Vor-Sprüngen (5 b) versehener drehbarer Stellring (5) vorgesehen ist, der mit dem Polglied (3) bzw. mit dem Permanentmagneten (1) in Berührung steht.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge im wesentlichen rechteckig ausgebildet sind.
5. 5.-Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Fokussierungsanordnung eine aus zwei drehbaren, ringförmigen Permanentmagneten (21, 22) bestehende Zentriereinrichtung befestigt ist.
6. 6. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, daß die Fokussierungs- und die Zentriereinrichtung an einem Stützrahmen (10) befestigt sind.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Französische Patentschrift Nr. 850 878;
   britische Patentschriften Nr. 487 998, 576 369.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

   © 809 612/49' &.