EP1052673A2 - Fernsehtrichter mit abschnittsweise rechteckiger Parabel - Google Patents

Fernsehtrichter mit abschnittsweise rechteckiger Parabel Download PDF

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EP1052673A2
EP1052673A2 EP00109772A EP00109772A EP1052673A2 EP 1052673 A2 EP1052673 A2 EP 1052673A2 EP 00109772 A EP00109772 A EP 00109772A EP 00109772 A EP00109772 A EP 00109772A EP 1052673 A2 EP1052673 A2 EP 1052673A2
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EP
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funnel
area
cross
section
glass
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EP00109772A
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Peter Dr. Elfner
Anne Schott
Stefan Hergott
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Schott AG
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Schott Glaswerke AG
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    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/86—Vessels; Containers; Vacuum locks
    • H01J29/861—Vessels or containers characterised by the form or the structure thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2229/00—Details of cathode ray tubes or electron beam tubes
    • H01J2229/86—Vessels and containers
    • H01J2229/8603—Neck or cone portions of the CRT vessel
    • H01J2229/8606—Neck or cone portions of the CRT vessel characterised by the shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2229/00—Details of cathode ray tubes or electron beam tubes
    • H01J2229/87—Means for avoiding vessel implosion

Definitions

  • Such a glass funnel is known from WO 98/07174 A2.
  • Cathode ray tubes are largely used for television sets used. They consist of a glass funnel, which together with the TV screen forms the evacuated space of the tube.
  • the glass funnel itself is divided into three areas: the neck, the Contains electron gun and is arranged cylindrically; the Parabola area around which the deflection coil for guiding the Electron beam is arranged and the round, growing Has cross-sectional area; the funnel body, its cross-sectional area increases steadily and changes from a round to a rectangular shape until the cross-sectional area of the screen has been reached. Under rectangle is here and in the following to understand an area that is substantially rectangular, but can have rounded corners. According to the rectangular shape of the Screen is also the area of the area covered by the electron beam is crossed, rectangular. This leads to the fact that in the area of Glass funnel, in which its cross-section is round, a large proportion of the revenge is not used. Since also the deflection coil for guiding the A large part of the electron beam is attached outside the funnel the energy (about 25%) that is supplied to the coil for the Overcoming the distance to the electron beam by the magnetic field be used.
  • the object of the present invention is now a glass funnel to provide, which makes it possible to save energy and with conventional funnel body is as implosion-proof as possible.
  • a glass funnel for use in Cathode ray tubes which has a funnel neck which is cylindrical a funnel body, the cross section of a round shape in a rectangular shape, with the cross-sectional area being continuous grows, and has a parabolic area between the funnel neck and the funnel body is arranged and its connection cross sections to both the funnel body and the funnel neck essentially are circular, and are characterized in that the parabola area in at least a section between the connection points to the funnel neck and has a rectangular cross section to the funnel body.
  • the length of the area with rectangular Cross-section moves in the centimeter range. Since the Electron beam deflection unit is seated directly on the outer glass contour thus also brought the deflection unit closer to the electron beam which runs inside the funnel.
  • the magnetic field created by the deflection unit is built up to guide the electron beam, must therefore be a smaller one Overcome distance and can be less strong. This will make electrical Energy saved.
  • the glass funnel according to the invention can be used both in 4: 3 and in 16: 9 Realize the format that is common today.
  • the glass funnels according to the invention are only converted to the areas which influences the shape of the parabola area.
  • the further handling of the Glass funnels e.g. Transport or surface processing, can remain unchanged.
  • the aspect ratio advantageously corresponds to the rectangular cross section of the parabola area the aspect ratio of the rectangular cross section of the Funnel body at its end opposite the funnel neck.
  • the funnel body On at this end the funnel body has the aspect ratio of the screen. Since the electron beam also covers an area with this aspect ratio, the deflection coil can be attached so that it is possible from all sides is arranged close to the electron beam when the parabola area in the Section with a rectangular cross section also this aspect ratio having.
  • the Cross-sectional area of the parabolic area continuously.
  • the diagonal of the cross-sectional area over the entire parabola area continuously longer.
  • Figure 1a is the upper half of a longitudinal section through a glass funnel 1, which is connected to a screen 5.
  • the glass funnel 1 will from a funnel neck 2, a parabolic area 3 and a funnel body 4 formed.
  • the funnel neck 2 is an electron gun, not shown arranged around the parabolic area 3 is a deflection coil, not shown arranged.
  • the funnel neck 2 is cylindrical, the parabolic area 3 points in the transition to the funnel neck 2 and in the transition to the funnel body 4 a circular cross-sectional area and a rectangular one in between Cross sectional area.
  • the funnel body 4 points in the transition to Parabola area 3 has a circular cross-sectional area, which, however, is Screen becomes rectangular and grows continuously.
  • Figure 1a shows the area that the electron beam at maximum Deflection by the angle ⁇ , as well as the area covered by the Electron beam is not covered.
  • the section through the parabola area 3 along the line I-I is in Figure 1b shown. It can be seen that with a parabola area 3a with a rectangular Cross section of area 7, which is not covered by the electron beam, is significantly lower. The conversion of the parabola area 3a with rectangular cross-section forms the border of area 6, the is covered by the electron beam. This means that the deflection coil in can be arranged in close proximity to the electron beam and the Sufficient electron beam with a magnetic field of lower energy can be distracted.
  • Figure 3 is the cross section corresponding to Figure 1b through a conventional parabola area. Not the one from the electron beam covered area 7 now makes up a large part of the Total cross-sectional area. Only in the corners of the electron beam covered area 6 is the distance between the electron beam and Deflection coil ideally small.
  • the straight line A indicates the point at which the Funnel neck passes into the parabola area.
  • Tension values are plotted in the funnel neck, to the right of line A die Stress values in the parabola range.
  • the solid line corresponds to one Standard funnel, the dashed line corresponds to that of the invention Funnel.
  • the tension is highest at the transition between the funnel neck and the parabola area.
  • the Parabolic area with a rectangular cross-section can therefore be without Changing the geometry of the funnel body area to existing ones Funnel types and with great benefit on types with large deflection angles of 110 °, 120 ° or above.

Landscapes

  • Vessels, Lead-In Wires, Accessory Apparatuses For Cathode-Ray Tubes (AREA)
  • Details Of Television Scanning (AREA)

Abstract

Bei Kathodenstrahlröhren befindet sich die Ablenkspule für den Elektronenstrahl um den Parabelbereich (3a) des Trichters zwischen Trichterkörper und Trichterhals. Da der Parabelbereich (3a) durchgehend einen runden Querschnitt aufweist, die vom Elektronenstrahl erfaßte Fläche (6) aber rechteckig ist, befindet sich die Spule in einem gewissen Abstand (7) vom Elektronenstrahl. Der Spule muß zusätzliche Energie zugeführt werden, damit das elektromagnetische Feld trotz des Abstandes (7) stark genug ist, den Elektronenstrahl hinreichend abzulenken. Dies führt zu einem erhöhten Stromverbrauch. Der Parabelbereich (3a) weist im Bereich der Ablenkspule einen rechteckigen Querschnitt auf, so daß die Spule sich möglichst nahe am Elektronenstrahl befindet, und in den Anschlußbereichen zum Trichterkörper und Trichterhals hin weist er den gewohnten runden Querschnitt auf. Dadurch läßt sich eine Energieeinsparung erreichen, ohne daß die Implosionsgefahr wesentlich erhöht wird und ohne daß das gesamte Trichterdesign und die gesamte Trichterherstellung umgestellt werden muß. Der Trichter eignet sich für die kostengünstige Herstellung energiesparender Kathodenstrahlröhren, insbesondere energiesparender Fernseher. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Glastrichter zur Verwendung in Kathodenstrahlröhren, der die folgenden Komponenten aufweist:
  • einen Trichterhals, der zylindrisch ausgebildet ist;
  • einen Trichterkörper, dessen Querschnitt von einer runden Form in eine rechteckige Form übergeht, wobei die Querschnittsfläche kontinuierlich anwächst;
  • einen Parabelbereich, der zwischen dem Trichterhals und dem Trichterkörper angeordnet ist und dessen Anschlußquerschnitte sowohl zum Trichterkörper als auch zum Trichterhals im wesentlichen kreisförmig sind.
Ein derartiger Glastrichter ist aus der WO 98/07174 A2 bekannt.
Kathodenstrahlröhren werden zu einem großen Teil für Fernsehgeräte eingesetzt. Sie bestehen aus einem Glastrichter, der gemeinsam mit dem Fernsehschirm den evakuierten Raum der Röhre bildet.
Der Glastrichter selbst gliedert sich in drei Bereiche: den Hals, der die Elektronenstrahlkanone enthält und zylindrisch angeordnet ist; dem Parabelbereich, um den herum die Ablenkspule zur Führung des Elektronenstrahls angeordnet ist und der eine runde, anwachsende Querschnittsfläche aufweist; dem Trichterkörper, dessen Querschnittsfläche stetig zunimmt und von einer runden in eine rechteckige Form übergeht, bis die Querschnittsfläche des Bildschirms erreicht ist. Unter Rechteck ist hier und im folgenden eine Fläche zu verstehen, die im wesentlichen rechteckig ist, aber abgerundete Ecken haben kann. Entsprechend der rechteckigen Form des Bildschirmes ist auch die Fläche des Bereiches, der vom Elektronenstrahl überstrichen wird, rechteckig. Dies führt dazu, daß in dem Bereich des Glastrichters, in dem dessen Querschnitt rund ist, ein großer Anteil der Räche nicht genutzt wird. Da außerdem die Ablenkspule zur Führung des Elektronenstrahls außerhalb des Trichters angebracht ist, muß ein großer Teil der Energie (etwa 25 %), welcher der Spule zugeführt wird, für die Überwindung des Abstandes zum Elektronenstrahl durch das Magnetfeld verwendet werden.
Aus der EP 0 813 224 A2 ist bekannt, einen Glastrichter zu verwenden, dessen Querschnittsfläche nur noch im Trichterhais rund ist, und schon ab dem Parabelbereich rechteckig ist. Dadurch wird erreicht, daß die ungenutzte Fläche reduziert wird und die Ablenkspule näher am Elektronenstrahl angebracht werden kann. Dies führt zu einer beträchtlichen Energieeinsparung. Der Nachteil des dort vorgeschlagenen rechteckigen Parabelbereichs besteht allerdings darin, daß die Kathodenstrahlröhre dadurch sehr implosionsgefährdeter wird. An die Geometrie des Glastrichters bzw. an die Art und Weise, wie die Querschnittsfläche zunimmt und auf welche Art und Weise sie am Anfang des Parabelbereiches rechteckig wird, werden daher sehr enge Bedingungen geknüpft. Nur so läßt sich eine hinreichende Implosionssicherheit gewährleisten. Aus produktionstechnischer Sicht besteht außerdem ein Nachteil darin, daß bei der Einführung dieser neuen Form des Parabelbereichs der gesamte Herstellungsprozeß umgestellt werden muß, da nun die Glastrichterform stark von der Standardform abweicht.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es nun, einen Glastrichter bereitzustellen, der es ermöglicht, Energie zu sparen und dabei mit herkömmlichem Trichterkörper möglichst implosionssicher ist.
Gelöst wird diese Aufgabe durch einen Glastrichter zur Verwendung in Kathodenstrahlröhren, der einen Trichterhals, der zylindrisch ausgebildet ist, einen Trichterkörper, dessen Querschnitt von einer runden Form in eine rechteckige Form übergeht, wobei die Querschnittsfläche kontinuierlich anwächst, sowie einen Parabelbereich aufweist, der zwischen dem Trichterhals und dem Trichterkörper angeordnet ist und dessen Anschlußquerschnitte sowohl zum Trichterkörper als auch zum Trichterhals im wesentlichen kreisförmig sind, und sich dadurch auszeichnet, daß der Parabelbereich in mindestens einem Teilabschnitt zwischen den Anschlußstellen zum Trichterhals und zum Trichterkörper einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
Durch den rechteckigen Querschnitt im mittleren Bereich der Parabel wird die Glasaußenkontur auf der kleinen und großen Achse näher an die Trichtermittelachse gebracht. Die Länge des Bereiches mit rechteckigem Querschnitt bewegt sich dabei im Zentimeterbereich. Da die Elektronenstrahlablenkeinheit direkt auf der Glasaußenkontur aufsitzt, wird somit auch die Ablenkeinheit näher an den Elektronenstrahl gebracht, der innerhalb des Trichters verläuft. Das Magnetfeld, das durch die Ablenkeinheit zur Führung des Elektronenstrahls aufgebaut wird, muß daher einen geringeren Abstand überwinden und kann weniger stark sein. Dadurch wird elektrische Energie eingespart.
Je größer der Abstand zu der Quelle eines Magnetfeldes wird, desto größer wird auch der Abstand der Feldlinien. Da nun das Magnetfeld näher am Elektronenstrahl liegt und daher die Feldliniendichte gegenüber der Feldliniendichte in Standardparabelbereichen erhöht ist, kann der Strahl präziser geführt werden.
Der erfindungsgemäße Glastrichter läßt sich sowohl im 4:3 als auch im 16:9 Format, den heute gängigen Bildschirmformaten, realisieren. Der Energiespareffekt der Erfindung kommt um so mehr zum Tragen, je größer der Ablenkwinkel ist, was besonders auf Kathodenstrahlröhren im 16:9-Bildschirmformat zutrifft. Ganz besonders groß ist dieser Effekt bei Ablenkwinkeln von 120° und größer.
Dadurch daß, gesehen auf den Gesamtglastrichter, die Trichterform gegenüber herkömmlichen Glastrichtern nur in einem kleinen Bereich, dem mittleren Bereich des Parabelbereiches, geändert wird, wird die Implosionssicherheit nur geringfügig verschlechtert. Es hat sich herausgestellt, daß sich die Spannung, die im Glas auftritt, im Übergangsbereich zwischen Trichterhals und Parabelbereich am meisten erhöht. Doch selbst da handelt es sich nur um eine Änderung im Prozentbereich. Es sind also keine zusätzlichen Vorkehrungen zur Erhöhung der Implosionssicherheit vonnöten.
Im Herstellungs- und Weiterverarbeitungsprozeß müssen bei dem erfindungsgemäßen Glastrichter lediglich die Bereiche umgerüstet werden, auf die die Form des Parabelbereiches Einfluß hat. Das weitere Handhaben des Glastrichters, wie z.B. Transport- oder Oberflächenbearbeitung, kann unverändert bleiben.
Vorteilhafterweise entspricht das Seitenverhältnis des rechteckigen Querschnitts des Parabelbereiches dem Seitenverhältnis des rechteckigen Querschnitts des Trichterkörpers an dessen dem Trichterhals entgegengesetzten Ende. An diesem Ende weist der Trichterkörper das Seitenverhältnis des Bildschirms auf. Da der Elektronenstrahl auch eine Fläche mit diesem Seitenverhältnis abdeckt, kann die Ablenkspule so angebracht werden, daß sie von allen Seiten möglichst nah am Elektronenstrahl angeordnet ist, wenn der Parabelbereich in dem Teilabschnitt mit rechteckigem Querschnitt ebenfalls dieses Seitenverhältnis aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Glastrichters wächst die Querschnittsfläche des Parabelbereiches kontinuierlich an. Vorzugsweise wird über den gesamten Parabelbereich die Diagonale der Querschnittsfläche kontinuierlich länger.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren erläutert.
Hierbei zeigt:
Figur 1a
einen Längsschnitt durch einen halben Glastrichter mit Bildschirm,
Figur 1b
einen Querschnitt durch den rechteckigen Bereich des Parabelbereiches,
Figur 2
die örtliche Verteilung der im Glas auftretenden Spannung, und
Figur 3
einen Querschnitt durch einen herkömmlichen Parabelbereich mit rundem Querschnitt.
In Figur 1a ist die obere Hälfte eines Längsschnittes durch einen Glastrichter 1, der mit einem Bildschirm 5 verbunden ist, gezeigt. Der Glastrichter 1 wird aus einem Trichterhals 2, einem Parabelbereich 3 sowie einem Trichterkörper 4 gebildet. Im Trichterhals 2 ist eine nicht dargestellte Elektronenkanone angeordnet, um den Parabelbereich 3 ist eine nicht dargestellte Ablenkspule angeordnet. Der Trichterhals 2 ist zylindrisch ausgebildet, der Parabelbereich 3 weist im Übergang zum Trichterhals 2 sowie im Übergang zum Trichterkörper 4 eine kreisförmige Querschnittsfläche auf und dazwischen eine rechteckige Querschnittsfläche. Der Trichterkörper 4 weist im Übergang zum Parabelbereich 3 eine kreisförmige Querschnittsfläche auf, die aber zum Bildschirm hin rechteckig wird und kontinuierlich anwächst. Außerdem sind in Figur 1a der Bereich dargestellt, den der Elektronenstrahl bei maximaler Ablenkung um den Winkel α abdeckt, sowie der Bereich, der dabei von dem Elektronenstrahl nicht abgedeckt wird.
Der Schnitt durch den Parabelbereich 3 entlang der Linie I-I ist in Figur 1b dargestellt. Man sieht, daß bei einem Parabelbereich 3a mit rechteckigem Querschnitt der Bereich 7, der vom Elektronenstrahl nicht abgedeckt wird, bedeutend geringer ist. Die Umwandung des Parabelbereiches 3a mit rechteckigem Querschnitt bildet quasi die Umrandung des Bereiches 6, der vom Elektronenstrahl abgedeckt wird. Dies bedeutet, daß die Ablenkspule in nächster Nähe zum Elektronenstrahl angeordnet werden kann und der Elektronenstrahl schon mit einem Magnetfeld geringerer Energie hinreichend abgelenkt werden kann.
In Figur 3 ist der zu Figur 1b entsprechende Querschnitt durch einen herkömmlichen Parabelbereich dargestellt. Der vom Elektronenstrahl nicht abgedeckte Bereich 7 macht nun einen großen Teil der Gesamtquerschnittsfläche aus. Nur in den Ecken des vom Elektronenstrahl abgedeckten Bereiches 6 ist der Abstand zwischen Elektronenstrahl und Ablenkspule ideal klein.
Im Graphen in Figur 2 ist die Ortsabhängigkeit der im Glas auftretenden Spannung aufgetragen. Die Gerade A zeigt die Stelle an, an der der Trichterhals in den Parabelbereich übergeht. Links der Geraden A sind die Spannungswerte im Trichterhals aufgetragen, rechts der Geraden A die Spannungswerte im Parabelbereich. Die durchgezogene Linie entspricht einem Standardtrichter, die gestrichelte Linie entspricht dem erfindungsgemäßen Trichter. Bei beiden Trichterarten ist die Spannung am höchsten am Übergang zwischen Trichterhals und Parabelbereich. Dort ist auch die absolute Differenz zwischen den Spannungen in beiden Trichterformen am größten. Da aber diese Differenz Δ sich nur im prozentualen Bereich bewegt, wird die Implosionssicherheit durch den Rechteckbereich im Parabelbereich des erfindungsgemäßen Glastrichters nicht wesentlich verschlechtert. Der Parabelbereich mit rechteckigem Querschnitt kann also ohne Geometrieänderung des Trichterkörperbereichs auf bereits existierende Trichtertypen und mit hohem Nutzen auf Typen mit großen Ablenkwinkeln von 110°, 120° oder darüber übertragen werden.

Claims (4)

  1. Glastrichter zur Verwendung in Kathodenstrahlröhren, aufweisend
    einen Trichterhals (2), der zylindrisch ausgebildet ist;
    einen Trichterkörper (4), dessen Querschnitt von einer runden Form in eine rechteckige Form übergeht, wobei die Querschnittsfläche kontinuierlich anwächst;
    einen Parabelbereich (3), der zwischen dem Trichterhals und dem Trichterkörper angeordnet ist und dessen Anschlußquerschnitte sowohl zum Trichterkörper als auch zum Trichterhais im wesentlichen kreisförmig sind;
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Parabelbereich in mindestens einem Teilabschnitt zwischen den Anschlußstellen zum Trichterhais und zum Trichterkörper einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
  2. Glastrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Seitenverhältnis des rechteckigen Querschnitts des Parabelbereichs dem Seitenverhältnis des rechteckigen Querschnitts des Trichterkörpers an dessen dem Parabelbereich entgegengesetzten Ende entspricht.
  3. Glastrichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des Parabelbereiches kontinuierlich anwächst.
  4. Glastrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Diagonale der Querschnittsfläche des Parabelbereiches kontinuierlich länger wird.
EP00109772A 1999-05-14 2000-05-09 Fernsehtrichter mit abschnittsweise rechteckiger Parabel Withdrawn EP1052673A3 (de)

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