EP0061103A2

EP0061103A2 - Bildröhre mit Schutzeinrichtung

Info

Publication number: EP0061103A2
Application number: EP82102035A
Authority: EP
Inventors: Lothar Schmeller
Original assignee: Alcatel SEL AG; Standard Elektrik Lorenz AG; International Standard Electric Corp
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG; International Standard Electric Corp
Priority date: 1981-03-20
Filing date: 1982-03-13
Publication date: 1982-09-29
Also published as: JPS57197735A; DE3110930A1; CA1186364A; EP0061103A3; FI820937L

Abstract

Bei Bildröhren werden wenige scharf begrenzte und unregelmäßig verteilte Hindernisse als Inhomogenitäten im oder am konischen Teil der Kolbenwandung angebracht. Damit wird der Ablauf einer unvermeidbaren Implosion schon von Beginn an beeinflußt, indem an den Inhomogenitäten infolge der Energieanreicherung beim Auftreffen von die Röhre gefährdenden Stößen Rißbildung ausgelöst wird. Diese Risse pflanzen sich sofort bis zum Röhrenhals fort und führen dort zu einer gefahrlosen Belüftung der Röhre.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bildröhre mit Schutzeinrichtung bei Bildröhren aus Bildschirm, Konus und Hals.
Solche Bildröhren für Schwarzweiß- und Farbfernsehgeräte sind im Verlauf der Entwicklung durch Verbesserung ihrer Form wesentlich implosionssicherer geworden, siehe z.B. DE-AS 20 39 504 und 24 07 527. Das Risiko der Zerstörung durch Schläge auf den Glaskörper der Röhre wurde erheblich vermindert. Es ist jedoch bekannt, daß die Implosion einer Bildröhre mit ganz unterschiedlicher Gefährdung der Umgebung stattfindet, je nach der Stelle, an welcher die Rißbildung beginnt. Es ist deshalb nachteilig, wenn der Konusteil der Röhre im Vergleich zur Bildschirmseite zu widerstandsfähig ist, denn die Splitter der Frontglasscheibe können dann am Konus nach vorne reflektiert werden. Deshalb wird in der DE-OS 28 55 732 vorgeschlagen, durch einen Ring von Sollbruchstellen um den Konusteil die Widerstandsfähigkeit gegen den Aufprall von Splittern zu vermindern, und so die Reflexionsgefahr zu beheben, so daß keine Bildschirmsplitter auf die Betrachterseite zurückgeworfen werden. Diese Maßnahme wirkt jedoch erst spät auf das Implosionsgeschehen ein, wenn nämlich Splitter des Schirmes die Konuswand von innen treffen. Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine wirksamere Möglichkeit zur Gefahrenminderung anzugeben.
Gemäß der Erfindung wird dazu mit den im Kennzeichenteil der Ansprüche genannten Mitteln der Ablauf der Implosion schon von Beginn an beeinflußt, indem durch die am Halskonusübergang angebrachten Inhomogenitäten infolge der Energieanreicherung beim Auftreffen von die Röhre gefährdenden Stößen dort Rißbildung ausgelöst wird. Ein solcher Riß pflanzt sich sofort zum Röhrenhals fort und führt dadurch zu relativ gefahrloser Belüftung der Röhre. Es befindet sich dazu am Konus mindestens eine Inhomogenität in oder an der Glaswandung, deren in der Mantelfläche gemessener Umfang das 0,001...0,1-fache des dortigen Konusumfangs beträgt.
Die von Schlägen auf das Gehäuse der Bildröhre in der Glaswandung verlaufenden Schockwellen werden von Inhomogenitäten reflektiert. Dabei treten Uberhöhungen der inneren Spannungen im Glasmantel insbesondere dann auf, wenn die Inhomogenität an der Stelle einer Schwingungsamplitude des Gehäuses liegt. Je nach der Auftreffstelle eines Schlages liegen diese Schwingungsbereiche verschieden verteilt, so daß es zweckmäßig ist, mehrere Inhomogenitäten zu verwenden und diese ungleichabständig auf der Mantelfläche des Konus zu verteilen, und zwar so, daß die in der Mantelfläche des Konus gemessene Entfernung der Inhomogenität zu einer oder mehreren weiteren Inhomogenitäten mindestens gleich der halben Länge des Umfangs einer Inhomogenität ist.
Um mit Sicherheit ein unerwünschtes Rißwachstum an einer Inhomogenität unterkritisch zu halten, ist es zweckmäßig, Inhomogenitäten an solchen Stellen anzubringen, die an einer Röhre statisch weitgehend zugspannungsfrei sind. Die Zonen des Übergangs vom Hals zum Konus und vom Konus zum Schirm sind weniger widerstandsfähig, so daß es zweckmäßig ist, wenn die Inhomogenitäten mindestens um die Länge ihres Umfangs von dem zylindrischen Teil des Halses und der Verbindungsnaht zwischen Bildschirm und Konus entfernt sind.
Die Inhomogenitäten sollten so begrenzt sein, daß sich ein maximaler Gradient der inneren Spannungen an ihrer Grenze einstellen kann, weshalb die Inhomogenitäten aus Kombinationen von linienförmigen Vertiefungen und/oder Erhöhungen der Glaswand bestehen, also I-, T-, V-,Y- oder X-förmig sind.
Solche Inhomogenitäten können realisiert werden durch z.B. metallische Einschlüsse in der Glaswand oder sie werden dadurch dargestellt, daß sie innen oder außen in die Konusglaswand eingeschliffen oder eingeschnitten oder als thermisch oder chemisch eingeprägte innere Glasspannungen eingebracht werden.
Die gewünschten Wirkungen konnten im Implosionstest nach VDE und nach Underwriters Laboratories Inc. nachgewiesen werden. Die Rißbildung ging von der Inhomogenität aus und verlief zum Hals der Röhre hin. Dort wurde folglich die Belüftung eingeleitet, sodaß der Druck auf die Frontscheibe nicht mehr zur Beschleunigung von Bruchstücken ausgereicht hätte, falls dort Rißbildung aufgetreten wäre.
Dieses Ergebnis wurde mit einer I-förmigen Vertiefung von 1 mm innen im Konus einer A55-14X-Farbbildröhre erzielt.
Die Länge dieser Vertiefung war ca. 20 mm.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sollen im Folgenden mit Hilfe der Figuren beschrieben werden.

Fig." 1 zeigt die prinzipielle Form der Unstetigkeiten, welche hier als Inhomogenitäten der Wandstärke, d.h. Kolbenwandung, bezeichnet werden.
Fig. 2 gibt Querschnitte durch die Kolbenwandstelle am Ort der Inhomogenitäten. Es handelt sich um Rippen, Stufen und Rinnen, welche in die Wandung eingeformt werden.
Fig. 3 enthält entsprechende Möglichkeiten für nachträgliches Anbringen von Inhomogenitäten.
Fig. 4 stellt eine in der Kolbenwandung eingelegte Inhomogenität dar.
Fig. 5 veranschaulicht, daß als Umfang U der Inhomogenität der gestrichelte Umkreis zu verstehen ist.
Fig. 6 veranschaulicht die Proportionen auf dem Konus der Bildröhre bei der Anordnung von Inhomogenitäten.
Fig. 7 zeigt den Ablauf der Implosion bei Vorhandensein der erfindungsgemäßen Inhomogenität durch Andeutung der Rißbildung.

Unter Bezugnahme auf die Figuren soll die Erfindung nun näher erläutert werden.
Die Implosion einer Bildröhre verläuft vergleichsweise harmlos, wenn zumindest gleichzeitig, möglichst jedoch früher als an anderen Stellen, Risse am Halskonusübergang ent- - stehen. Dann nämlich wird das Vakuum in der Röhre von der Rückseite her vermindert, ehe die Bruchstücke der Frontscheibe durch starken Lufteinbruch beschleunigt werden.
Die Erfindung macht deshalb von den in Fig. 1 bis 4 dargestellten Inhomogenitäten Gebrauch, welche dazu dienen, die beim Aufprall in den Glaskörper den Röhre eingeleitete Aufprallenergie an der gewünschten Stelle im Konus in innere Spannungen in der Glaswandung umzusetzen. Es ist dabei wesentlich, eine wirksame Reflexion zu erzeugen. Das Hindernis kann als Massenüberschuß, Massenmangel und Formabweichung ausgebildet sein. Wird es durch Einschluß eines Fremdkörpers dargestellt, so hat man noch einen zusätzlichen Vorteil, wenn man die Wärmedehnung des Einschlußes so wählt, daß bei starker Uberwärmung der Röhre auch innere Spannungen an der Inhomogenität in der Konusspitze entstehen, welche die Implosion an der gewünschten Stelle einleitet. Es ist gemäß Fig. 3 auch möglich, eine Inhomogenität aus anderem Material z.B. aufzulöten. Alle Maßnahmen gemäß Fig. 1 bis 4 können an der Innen- oder Außenwand der Röhre getroffen werden.
Im Verlauf der Fernsehröhrenentwicklung hat man gelernt, das Risiko der Zerstörung durch äußere Belastung weitgehend zu vermindern. Naturgemäß bleibt der Übergang Konus-Hals und die Preßformnaht zwischen Frontscheibe und Konus empfindlicher als die übrigen Röhrenbereiche. Deshalb ist, wie in Fig. 6 veranschaulicht, vorgesehen, je nach dem in Fig. 5 5 als gestrichelte Linie definierten gedachten Umfang U der Inhomogenität Abstände einzuhalten, welche ca. 1...2U betragen sollten. Innerhalb des verbleibenden Gebietes auf der Oberfläche des Konus können auch mehrere Inhomogenitäten, auch unterschiedlicher Art, angebracht werden, denn die Ausbreitungswege der Schwingungsenergie beim Aufprall an unterschiedlichen Stellen, insbesondere der Frontscheibenoberfläche, sind auch unterschiedlich und nach einigen Reflexionen bilden sich Knoten und Bäuche der Glaskolbenschwingungen auch in entsprechend unterschiedlichen Bereichen aus. Wie Versuche bestätigt haben, verläuft der an einer Inhomogenität entstehende Riß wunschgemäß in die relativ leicht abspringende Hals-KonusUbergangszone hinein.
Es ist dazu vorteilhaft, wenn die Inhomogenität in die Richtung des Röhrenhalses weist.

Claims

1) Bildröhre mit Schutzeinrichtung zur Verminderung der Gefahr, die von Kathodenstrahlröhren ausgeht, welche von die Röhre zerstörenden thermischen oder mechanischen Belastungen getroffen werden, insbesondere aus Fernsehbildröhren aus Bildwanne, Konus und Hals mit Sollbruchstellen im konischen Teil, dadurch gekennzeichnet, daß wenige scharf begrenzte und unregelmäßig verteilte Hindernisse für die in der Kolbenwandung auftretenden Schockwellen in Form von einer oder mehreren Wandstärke- und/oder Wandmaterialinhomogenitäten am Konus angebracht sind.

2) Bildröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Mantelfläche gemessene Umkreis der Inhomogenität einen Umfang vom 0,001...0,1-fachen des dortigen Konusumfanges hat.

3) Bildröhre nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Mantelfläche des Konus gemessene Entfernung der Inhomogenität zu einer oder mehreren weiteren Inhomogenitäten mindestens gleich der halben Länge des Umfangs einer Inhomogenität ist.

4) Bildröhre nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Inhomogenitäten mindestens um die Länge ihres Umfangs von dem zylindrischen Teil des Halses und der Verbindungsnaht zwischen Bildscnirm und Konus entfernt sind.

5) Bildröhre nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Inhomogenitäten aus Kombinationen von linienförmigen Vertiefungen und/oder Erhöhungen der Glaswand bestehen, also I-, T-, V-, Y- oder X-förmig sind.

6) Bildröhre nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Inhomogenitäten durch z.B. metallische Einschlüsse in der Glaswand realisiert sind.

7) Bildröhre nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Inhomogenitäten innen oder außen in der Konusglaswand eingeschliffen oder eingeschnitten sind.

8) Bildröhre nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Inhomogenitäten in der Konusglaswand als thermisch oder chemisch eingeprägte innere Glasspannungen vorhanden sind.