EP1376646A2 - Trichter für Kathodenstrahlröhren - Google Patents

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EP1376646A2
EP1376646A2 EP20030013231 EP03013231A EP1376646A2 EP 1376646 A2 EP1376646 A2 EP 1376646A2 EP 20030013231 EP20030013231 EP 20030013231 EP 03013231 A EP03013231 A EP 03013231A EP 1376646 A2 EP1376646 A2 EP 1376646A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
funnel
area
section
parabolic
parabola
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP20030013231
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Roland Kellner
Stefan Dipl.-Ing. Hergott
Michael Dipl.-Phys. Vogel
Volker Dipl.-Ing. Knoche
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schott AG
Original Assignee
Carl Zeiss AG
Schott Glaswerke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Zeiss AG, Schott Glaswerke AG filed Critical Carl Zeiss AG
Publication of EP1376646A2 publication Critical patent/EP1376646A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • 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
    • H01J2229/8609—Non circular cross-sections

Definitions

  • the invention relates to a funnel for a cathode ray tube, with a a funnel area forming a funnel area with one at its tip molded parabolic area and with a funnel neck on the parabola area is attached, the parabolic area in at least one section one between the connection points to the funnel neck and to the funnel body rectangular, otherwise essentially round cross-section, and the inner contour of the wall of the rectangular parabolic section is arched inwards on all four sides.
  • Such a funnel is known for example from WO 98/07174 A2.
  • Cathode ray tubes are widely used for televisions and Displays used for computers. They consist of a glass funnel that together with the screen the evacuated space of the cathode ray tube forms.
  • the funnel itself is divided into three areas: the neck, the Contains electron beam gun and is cylindrical; 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. Is under a rectangle to understand an area that is substantially rectangular, but can have rounded corners.
  • the area of the Area that is swept by the electron beam rectangular. This leads to to the fact that in the area of the funnel in which its cross section is round, especially in the parabolic area, a large proportion of the area is not used becomes. Since also the deflection coil unit for guiding the Electron beam attached outside of the funnel in its parabolic area is a large part of the energy (about 25%) that of the deflection coil unit is supplied for overcoming the distance to Electron beam can be used by the magnetic field.
  • EP 0 813 224 A2 discloses a glass funnel for To use cathode ray tubes, the cross-sectional area only in the Funnel neck is round, and which is already rectangular from the parabolic area. This ensures that the unused area is reduced and the Deflection coil can be attached closer to the electron beam. this leads to considerable energy savings.
  • the disadvantage of what is proposed there rectangular parabola area is that the This makes the cathode ray tube very implosion-prone. To the Geometry of the glass funnel or the way the Cross-sectional area increases and in what way they at the beginning of the Parabolic area becomes rectangular, so very tight conditions established. This is the only way to ensure adequate security against implosion guarantee.
  • There is also a disadvantage from a production point of view in the fact that with the introduction of this new form of parabola entire manufacturing process must be changed, since the proposed Glass funnel shape differs greatly from the standard shape.
  • a funnel for cathode ray tubes is known from DE 199 22 225 C1 that makes it possible to save energy while using conventional However, the funnel body is as implosion-proof as possible. This happens through a glass funnel for cathode ray tubes, the one funnel neck, the is cylindrical, a funnel body, the cross section of one round shape changes into a rectangular shape, the cross-sectional area grows continuously, as well as having a parabolic area between the funnel neck and the funnel body is arranged and its Connection cross sections both to the funnel body and to the funnel neck in the are substantially circular, and which is characterized in that the Parabola area in at least one section between the connection points a rectangular cross-section to the funnel neck and the funnel body having.
  • the length of the area with rectangular Cross-section moves in the centimeter range. Because the deflection coil unit sits directly on the glass outer contour of the funnel the deflection coil unit is brought closer to the electron beam that is inside of the funnel runs.
  • the magnetic field generated by the deflection coil unit is built up for guiding the electron beam, must therefore be less Overcome distance and can be less strong. This will make electrical Energy saved.
  • the glass funnel known above can be used in both 4: 3 and 16: 9 Realize the format that is common today.
  • the cross-sectional area of the parabolic area preferably grows continuously on.
  • The is preferably over the entire parabola area Diagonal of the cross-sectional area continuously longer.
  • the rectangular parabolic area of the funnel known above has one Inner contour that is curved to the funnel center axis jin; the associated In contrast, the outer contour is linear.
  • a corresponding configuration of the The parabola area of the funnel also show US 6,255,766 B1 and that Japanese Patent Abstract No. 111 209 39 A and US-A-5,929,559 (Fig. 5).
  • This configuration creates a relatively large one in the side areas Wall thickness so that the minimization of the distance between the Deflection coil unit and the area swept by the electron beam is limited.
  • the object of the invention is based on a funnel of the aforementioned DE 199 22 225 C1 to train this so that a still smaller distance between the deflection coil unit and that of Electron beam swept area is achievable, i.e. an even smaller one Distraction energy is necessary.
  • a funnel for solves this problem Cathode ray tubes with a funnel body Funnel area, with a parabolic area and with a funnel neck attached to the parabola area, the Parabola area in at least one section between the connection points a rectangular to the funnel neck and the funnel body, otherwise one has a substantially round cross section, and the inner contour of the Wall of the rectangular parabola section on all four sides inwards is curved, according to the invention in that the outer contour of the Wall of the rectangular parabola section on all four sides, the Inner contour to form a double concave structure on all sides Wall is spaced substantially parallel following, is curved inwards.
  • the double concave cross-sectional configuration according to the invention results there is a very small distance between the deflection coil unit and Electron beam and thus a significantly minimized deflection energy. Further the above configuration causes the wall thicknesses to not change significantly change what advantages in terms of voltage distributions and due to manufacturing.
  • Embodiments of the invention are characterized in and are also shown in the description of the figures.
  • FIG 2 is the upper half of a longitudinal section through a glass funnel 1, which is connected to a screen 5 by soldering.
  • the glass funnel 1 consists of a funnel neck 2, a parabolic area 3 and a funnel body 4.
  • Electron gun arranged in the funnel neck 2
  • Around the parabola area 3 is in the usual way a deflection coil 8 is arranged.
  • the funnel neck 2 is cylindrical throughout trained and as a separately manufactured part at one end of the Parabola area melted.
  • the parabola area 3 points in the transition to Funnel neck 2 and a one-piece transition to the funnel body 4 circular cross-sectional area and has a rectangular in between Cross-sectional area that grows continuously and its diagonal is getting longer and longer.
  • the funnel body 4 points in the transition to Parabolic area 3 has a circular cross-sectional area, but the Screen becomes rectangular and grows continuously. This corresponds to the aspect ratio of the rectangular cross section of the parabola area Aspect ratio of the rectangular cross-section of the funnel body at its end opposite the parabola.
  • FIG Area 6 shown that the electron beam around at maximum deflection covers the angle ⁇ , as well as the area 7, which is thereby of the Electron beam is not covered.
  • the section through the parabola area 3 along the line I-I of FIG. 2 is in Figure 4 shown. It can be seen that with a parabola area 3c rectangular cross section of area 7, which is not from the electron beam is covered, is significantly lower. The transformation of the parabola area 3c with a rectangular cross-section virtually forms the border of area 6, which is covered by the electron beam. This means that the deflection coil 8 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 4 through a conventional parabola area with a round cross section 3 b shown.
  • the area 7 not covered by the electron beam now makes a large part of the total cross-sectional area. Only in the corners of the area 6 covered by the electron beam is the distance between Electron beam and deflection coil ideally small.
  • the invention builds on the known screen with a rectangular parabolic part according to FIG. 4.
  • the main aim of the invention is to minimize the deflection energy required in order to save costs and do justice to environmental protection.
  • the starting point of the invention was the finding that the cross section of the surface 6 swept by the electron beam in the region of the deflection coil 8 is not exactly rectangular, but is concave in shape. Only when the electron beam leaves the influence of the deflection coil does the electron beam cross-section change its shape until it finally has a rectangular cross-section when it hits the screen.
  • the inner contour 3 d of the rectangular Parabolic section to the area 6 swept by the electron beam is domed, i.e. seen from the outside has a concave contour.
  • the outer contour 3 e of the parabola is linear. By doing it The resulting relatively large wall thickness is the minimization of the distance between the deflection coil 8 and that swept by the electron beam 6 Area limited. This distance can be further minimized if as shown in Fig. 1, the outer contour 3 e of the parabola to the inside is domed, i.e. seen from the outside also has a concave contour. It this creates a double concave cross section.
  • the concave-shaped outer contour 3 e which follows the inner contour 3 d at a substantially parallel distance, has the advantage of not having a significantly changed distance from the inner contour, so that the wall thicknesses do not vary significantly. Almost the same wall thickness advantageously means more uniform cooling in the parabolic area and thus more favorable stress distributions in the glass. Furthermore, the cold room design of the tools can be designed more simply due to the almost constant wall thickness. Complicated contours in the tool, which are always required when the wall thicknesses are very different, are eliminated here. In addition, there is the essential advantage of the even smaller distance between the deflection coil and the electron beam. This small distance means that the energy required to deflect the electron beam can be reduced even more than in the known case according to FIG. 4.
  • the invention therefore ultimately comprises a funnel for one Cathode ray tube, its parabola attached to the concave shaped electron beam is optimally adapted.
  • the double concave cross section can completely deviate from the parabola Funnel body 4 to the end of the parabola at the base of the funnel neck 2 extend. However, it can also be only partially double-concave, should however extend to at least 50% of the parabola height.
  • the 1 changes over the Parabola height not essential.
  • the relationship D K D D D D D G applies to the wall thicknesses, ie the diagonal wall thickness should be greater / equal in the parabolic part according to the invention than in the minor axis and less / equal than in the major axis.
  • the diagonal wall thickness is the wall thickness in the corners of the rectangle, the small axis runs along the narrow side and the large axis runs along the long side of the rectangle.
  • the wall thickness D K in the longitudinal side area of the rectangle is preferably smaller than the wall thickness D G in the narrow side area.
  • the penetration points of the radii R A , R B , R C, R D should lie outside the parabolic cross section. This ensures a concave outer shape.
  • the penetration points of the radii R E and R F should lie within the parabolic cross section. This ensures a concave inner contour.
  • the outside dimension in the diagonal is 43.3 mm.

Landscapes

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

Abstract

Derartige Trichter (1) bestehen typischerweise aus einem Trichterkörper (4), an den sich ein Parabelbereich (3) mit den darüber angeordneten Ablenkspulen (8) anschließt. Schließlich weist der Trichter noch einen Trichterhals (2) auf, der am Parabelbereich angelötet ist und die Elektronenstrahl-Kanone umfaßt. Um die Ablenkenergie zu vermindern, ist es bekannt, zumindest einen Teilabschnitt des Parabelbereiches im Querschnitt rechteckig auszubilden, wobei die Innenkontur (3 d) der Wandung dieses Parabelabschnittes an allen vier Seiten nach innen gewölbt ist. Um die Ablenkenergie noch weiter zu minimieren, sieht die Erfindung vor, daß auch die Außenkontur (3 e) der Wandung des rechteckigen Parabel-Abschnittes an allen vier Seiten, der Innenkontur unter Bildung einer doppelkonkaven Struktur der Wandung im wesentlichen parallel beabstandet folgend, nach innen gewölbt ist. Mit dieser Konfiguration ist der Querschnitt des Parabelbereiches optimal an den konkav geformten Elektronenstrahlbereich (6) angepaßt, so daß die Ablenkspulen optimal dicht an diesen Bereich heranreichen. Ferner ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Spannungsverteilung im Rechteck-Parabelbereich und bei der Fertigung hinsichtlich der Kühlung. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft einen Trichter für eine Kathodenstrahlröhre, mit einem einen Trichterkörper bildenden Trichterbereich mit einem an dessen Spitze angeformten Parabelbereich und mit einem Trichterhals, der am Parabelbereich angebracht ist, wobei der Parabelbereich in mindestens einem Teilabschnitt zwischen den Anschlußstellen zum Trichterhals und zum Trichterkörper einen rechteckigen, im übrigen einen im wesentlichen runden Querschnitt aufweist, und die Innenkontur der Wandung des rechteckigen Parabel-Abschnittes an allen vier Seiten nach innen gewölbt ist.
Ein derartiger Trichter ist beispielsweise aus der WO 98/07174 A2 bekannt.
Kathodenstrahlröhren werden im großen Umfang für Fernsehgeräte und Displays für Rechner eingesetzt. Sie bestehen aus einem Glastrichter, der gemeinsam mit dem Bildschirm den evakuierten Raum der Kathodenstrahlröhre bildet.
Der Trichter selbst gliedert sich in drei Bereiche: den Hals, der die Elektronenstrahlkanone enthält und zylindrisch ausgebildet 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 einem Rechteck ist dabei 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 Trichters, in dem dessen Querschnitt rund ist, insbesondere im Parabelbereich, ein großer Anteil der Fläche nicht genutzt wird. Da außerdem die Ablenkspulen-Einheit zur Führung des Elektronenstrahls außerhalb des Trichters in seinem Parabelbereich angebracht ist, muß ein großer Teil der Energie (etwa 25 %), welcher der Ablenkspulen-Einheit 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 für Kathodenstrahlröhren zu verwenden, dessen Querschnittsfläche nur noch im Trichterhals rund ist, und die 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 die vorgeschlagene Glastrichterform stark von der Standardform abweicht.
Durch die DE 199 22 225 C1 ist ein Trichter für Kathodenstrahlröhren bekannt geworden, der es ermöglicht, Energie zu sparen und dabei mit herkömmlichem Trichterkörper jedoch möglichst implosionssicher ist. Dies geschieht durch einen Glastrichter für 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 der 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 der 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 des Trichters 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 Ablenkspulen-Einheit direkt auf der Glasaußenkontur des Trichters aufsitzt, wird somit auch die Ablenkspulen-Einheit näher an den Elektronenstrahl gebracht, der innerhalb des Trichters verläuft. Das Magnetfeld, das durch die Ablenkspulen-Einheit 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 der Ablenkspulen-Einheit näher am Elektronenstrahl liegt und daher die Feldliniendichte gegenüber der Feldliniendichte in Standardparabelbereichen erhöht ist, kann zudem der Strahl präziser geführt werden.
Der vorstehend bekannte Glastrichter läßt sich sowohl im 4:3 als auch im 16:9 Format, den heute gängigen Bildschirmformaten, realisieren. Der Energiespareffekt kommt dabei 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.
Vorteilhafterweise entspricht bei dem vorstehend bekannten Trichter 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.
Dabei wächst vorzugsweise die Querschnittsfläche des Parabelbereiches kontinuierlich an. Vorzugsweise wird über den gesamten Parabelbereich die Diagonale der Querschnittsfläche kontinuierlich länger.
Der rechteckige Parabelbereich des vorstehend bekannten Trichters besitzt eine Innenkontur, die zur Trichtermittenachse jin gewölbt ist; die zugehörige Außenkontur verläuft dagegen linear. Eine entsprechende Konfiguration des Parabelbereiches des Trichters zeigen auch die US 6,255,766 B1 sowie das japanische patent abstract Nr. 111 209 39 A und die US-A-5,929,559 (Fig. 5).
Durch diese Konfiguration entsteht in den Seitenbereichen eine relativ große Wandstärke, so daß die Minimierung des Abstandes zwischen der Ablenkspulen-Einheit und dem vom Elektronenstrahl überstrichenen Bereich begrenzt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einem Trichter nach der vorgenannten DE 199 22 225 C1 diesen so auszubilden, daß ein noch geringerer Abstand zwischen der Ablenkspulen-Einheit und dem vom Elektronen-Strahl überstrichenen Bereich erzielbar ist, d.h. eine noch geringere Ablenkenergie notwendig ist.
Die Lösung dieser Aufgabe gelingt bei einem Trichter für Kathodenstrahlröhren mit einem einen Trichterkörper bildenden Trichterbereich, mit einem an dessen Spitze angeformten Parabelbereich und mit einem Trichterhals, der am Parabelbereich angebracht ist, wobei der Parabelbereich in mindestens einem Teilabschnitt zwischen den Anschlußstellen zum Trichterhals und zum Trichterkörper einen rechteckigen, im übrigen einen im wesentlichen runden Querschnitt aufweist, und die Innenkontur der Wandung des rechteckigen Parabel-Abschnittes an allen vier Seiten nach innen gewölbt ist, gemäß der Erfindung dadurch, daß auch die Außenkontur der Wandung des rechteckigen Parabel-Abschnittes an allen vier Seiten, der Innenkontur unter Bildung einer allseitigen doppelkonkaven Struktur der Wandung im wesentlichen parallel beabstandet folgend, nach innen gewölbt ist.
Durch die erfindungsgemäße doppelkonkave Querschnitt-Konfiguration ergibt sich ein sehr geringer Abstand zwischen Ablenkspulen-Einheit und Elektronenstrahl und damit eine signifikant minimierte Ablenkenergie. Ferner bewirkt die vorstehende Konfiguration, daß die Wandstärken sich nicht wesentlich ändern, was Vorteile hinsichtlich der Spannungsverteilungen und der Fertigung bedingt.
Die vorgenannte US-A-5,929,559 zeigt zwar auch zwei Ausführungsformen, bei denen entweder die Außenkontur parallel zur kleinen Achse oder parallel zur großen Achse nach innen gewölbt sein kann. Dabei folgt jedoch in diesen Bereichen die Außenkontur nicht der zugehörigen Innenkontur im parallelen Abstand, da die Krümmung der Außenkontur jeweils deutlich kleiner als diejenige der Innenkontur ist. Dadurch entstehen wieder in den Seitenbereichen des rechteckigen Parabel-Abschnittes relativ große Wandstärken mit Maximas in der Mitte der Seitenbereiche, wodurch einmal die Minimierung des Abstandes zwischen der Ablenkspulen-Einheit und dem vom Elektronenstrahl überstrichenen Bereich begrenzt ist und zum anderen die beschriebenen Nachteile hinsichtlich der Spannungsverteilungen und der Fertigung letztlich bestehen bleiben.
Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet und werden auch in der Figurenbeschreibung dargestellt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der in der Patentzeichnung dargestellten Figuren erläutert.
Hierbei zeigt:
Figur 1
einen Querschnitt durch den rechteckigen Bereich des Parabelbereiches eines Trichters nach Fig. 2 mit einer doppelkonkaven Konfiguration nach der Erfindung,
Figur 2
einen Längsschnitt durch einen halben Glastrichter mit Bildschirm,
Figur 3
einen Querschnitt durch einen herkömmlichen Parabelbereich mit rundem Querschnitt, und
Figur 4
einen Querschnitt durch einen Parabelbereich mit rechteckigem Querschnitt nach dem Stand der Technik.
In Figur 2 ist die obere Hälfte eines Längsschnittes durch einen Glas-Trichter 1, der mit einem Bildschirm 5 durch Löten verbunden ist, gezeigt. Der Glas-Trichter 1 besteht aus einem Trichterhals 2, einem Parabelbereich 3 sowie einem Trichterkörper 4. Im Trichterhals 2 ist eine nicht dargestellte Elektronenkanone angeordnet. Um den Parabelbereich 3 ist in üblicher Weise eine Ablenkspule 8 angeordnet. Der Trichterhals 2 ist durchgehend zylindrisch ausgebildet und als separat hergestelltes Teil an einem Ende des Parabelbereiches angeschmolzen. Der Parabelbereich 3 weist im Übergang zum Trichterhals 2 sowie im einstückigen Übergang zum Trichterkörper 4 eine kreisförmige Querschnittsfläche auf und besitzt dazwischen eine rechteckige Querschnittsfläche, die kontinuierlich anwächst und deren Diagonale kontinuierlich länger wird. Der Trichterkörper 4 weist im Übergang zum Parabelbereich 3 eine kreisförmige Querschnittsfläche auf, die aber zum Bildschirm hin rechteckig wird und kontinuierlich anwächst. Dabei entspricht das Seitenverhältnis des rechteckigen Querschnitts des Parabelbereichs dem Seitenverhältnis des rechteckigen Querschnitts des Trichterkörpers an dessen dem Parabelbereich entgegengesetzten Ende. Außerdem ist in Figur 2 der Bereich 6 dargestellt, den der Elektronenstrahl bei maximaler Ablenkung um den Winkel α abdeckt, sowie der Bereich 7, der dabei von dem Elektronenstrahl nicht abgedeckt wird.
Der Schnitt durch den Parabelbereich 3 entlang der Linie I-I der Fig. 2 ist in Figur 4 dargestellt. Man sieht, daß bei einem Parabelbereich 3c mit rechteckigem Querschnitt der Bereich 7, der vom Elektronenstrahl nicht abgedeckt wird, bedeutend geringer ist. Die Umwandung des Parabelbereiches 3c mit rechteckigem Querschnitt bildet quasi die Umrandung des Bereiches 6, der vom Elektronenstrahl abgedeckt wird. Dies bedeutet, daß die Ablenkspule 8 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 4 entsprechende Querschnitt durch einen herkömmlichen Parabelbereich mit durchgehend rundem Querschnitt 3 b 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.
Die Erfindung baut auf dem bekannten Bildschirm mit einem rechteckigen Parabelteil gemäß Fig. 4 auf. Hauptanliegen der Erfindung ist es, die erforderliche Ablenkenergie zu minimieren, um dadurch Kosten zu sparen und dem Umweltschutz gerecht zu werden. Ausgangspunkt der Erfindung war die Erkenntnis, daß der Querschnitt der vom Elektronenstrahl überstrichenen Fläche 6 im Bereich der Ablenk-Spule 8 nicht exakt rechteckig ist, sondern konkav geformt ist.
Erst wenn der Elektronenstrahl den Einfluß der Ablenkspule verläßt, ändert der Elektronenstrahlquerschnitt seine Form, bis er schließlich, beim Auftreffen auf dem Schirm, einen rechteckigen Querschnitt hat.
Wie die Fig. 4 zeigt, ist es bekannt, daß die Innenkontur 3 d des rechteckigen Parabelabschnittes zum vom Elektronenstrahl überstrichenen Bereich 6 hin gewölbt ist, d.h. von außen gesehen eine konkave Kontur besitzt. Die Außenkontur 3 e der Parabel verläuft dagegen linear. Durch die dabei entstehende relativ große Wandstärke ist die Minimierung des Abstandes zwischen der Ablenkspule 8 und dem vom Elektronenstrahl 6 überstrichenen Bereich begrenzt. Dieser Abstand kann noch weiter minimiert werden, wenn, wie in Fig. 1 dargestellt, auch die Außenkontur 3 e der Parabel nach innen gewölbt ist, d.h. von außen gesehen ebenfalls eine konkave Kontur besitzt. Es entsteht dadurch ein doppelkonkaver Querschnitt.
Die konkav geformte Außenkontur 3 e, welche der Innenkontur 3 d im wesentlichen parallel beabstandet folgt, hat den Vorteil, einen nicht stark veränderten Abstand von der Innenkontur zu haben, so daß die Wandstärken nicht wesentlich variieren.
Nahezu gleiche Wandstärken bedeuten mit Vorteil gleichmäßigere Abkühlung im Parabelbereich und damit günstigere Spannungsverteilungen im Glas.
Ferner kann die Kühlraumauslegung der Werkzeuge aufgrund der nahezu gleichbleibenden Wandstärke einfacher ausgelegt werden. Komplizierte Konturen im Werkzeug, die immer dann benötigt werden, wenn die Wanddicken stark unterschiedlich sind, entfallen hier. Darüber hinaus ergibt sich der wesentliche Vorteil des noch geringeren Abstandes zwischen Ablenkspule und Elektronenstrahl. Durch diesen geringen Abstand kann die Energie, die zur Ablenkung des Elektronenstrahls benötigt wird, noch mehr als im bekannten Fall nach Fig. 4 reduziert werden.
Die Erfindung umfaßt daher letztlich einen Trichter für eine Kathodenstrahlröhre, dessen Parabel an den konkav geformten Elektronenstrahl optimal angepaßt ist.
Der doppelkonkave Querschnitt kann sich vollständig vom Parabelansatz am Trichterkörper 4 bis hin zum Parabelende am Ansatz des Trichterhalses 2 erstrecken. Er kann aber auch nur teilweise doppekonkav ausgebildet sein, sollte sich jedoch mindestens auf 50 % der Parabelhöhe erstrecken. Das Aussehen des Querschnitts gemäß Fig. 1 ändert sich dabei über die Parabelhöhe nicht wesentlich.
Untersuchungen bezüglich des Festigkeitseinflusses der doppelkonkaven Parabel durch die Finite-Elemente-Analyse zeigten, daß die Festigkeit bei nicht zu starker 3-Radien-Kontur nicht nachhaltig beeinträchtigt wird. Die Diagonale stellt sich als eine Art Versteifungsrippe dar, die auf die Stabilität der Parabel großen Einfluß hat. Ist die 3-Radienkontur zu stark ausgeprägt, gibt es einen starken Spannungsbereich, der aber durch eine weichere 3-Radien-Kontur ausgeglichen werden kann.
Die für die Ausbildung des Parabelabschnittes 3 maßgebenden Größen sind in der Fig. 1 eingetragen. Dabei bedeuten:
RA Außenradius Große Achse
RB Innenradius Große Achse
Rc Außenradius Kleine Achse
RD Innenradius Kleine Achse
RE Außenradius Diagonale
RF Innenradius Diagonale
DK Wanddicke Kleine Achse
DG Wanddicke Große Achse
DD Diagonale
Für die Wanddicken gilt dabei die Beziehung DK ≤ DD ≤ DG, d.h. die Diagonalenwandstärke soll bei dem erfindungsgemäßen Parabelteil größer/gleich sein als bei der kleinen Achse und kleiner/gleich sein als bei der großen Achse. Die Diagonalenwandstärke ist dabei die Wandstärke in den Ecken des Rechteckes, die kleine Achse verläuft entlang der Schmalseite und die große Achse entlang der Längsseite des Rechteckes. Dabei ist bevorzugt die Wandstärke DK im Längsseitenbereich des Rechteckes kleiner als die Wandstärke DG im Schmalseitenbereich.
Die Einstichpunkte der Radien RA, RB, RC, RD sollen sich außerhalb des Parabelquerschnittes liegen. Damit ist eine konkave Außenform gewährleistet.
Die Einstichpunkte der Radien RE und RF sollen innerhalb des Parabelquerschnittes liegen. Damit ist eine konkave Innenkontur gewährleistet.
Bei einem Trichtertyp 76 FW mit einem Diagonalmaß von 811,6 mm ergeben sich dabei nachstehende Parabelmaße:
DK 4,98 mm
DD 5,20 mm
DG 5,68 mm
RA 70 mm
RB 223 mm
RC 257 mm
RD 140 mm
RE 10 mm
RF 8,5 mm
Das Außenmaß in der Diagonalen beträgt 43,3 mm.

Claims (7)

  1. Trichter (1) für Kathodenstrahlröhren, mit einem einen Trichterkörper bildenden Trichterbereich (4), mit einem an dessen Spitze angeformten Parabelbereich (3) und mit einem Trichterhals (2), der am Parabelbereich angebracht ist, wobei der Parabelbereich (3) in mindestens einem Teilabschnitt zwischen den Anschlußstellen zum Trichterhals (2) und zum Trichterkörper (4) einen rechteckigen, im übrigen einen im wesentlichen runden Querschnitt aufweist, und die Innenkontur (3 d) der Wandung des rechteckigen Parabel-Abschnittes an allen vier Seiten nach innen gewölbt ist, dadurch gekennzeichnet, daß auch die Außenkontur (3 e) der Wandung des rechteckigen Parabel-Abschnittes an allen vier Seiten, der Innenkontur unter Bildung einer allseitigen doppelkonkaven Struktur der Wandung im wesentlichen parallel beabstandet folgend, nach innen gewölbt ist.
  2. Trichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wölbungsradius der Innenkontur mit dem Wölbungsradius der Außenkontur so aufeinander abgestimmt ist, daß die Wandstärke des rechteckigen Parabel-Abschnittes in den Seitenbereichen im wesentlichen gleich ist.
  3. Trichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (DK) im Längsseitenbereich kleiner ist als die Wandstärke (DG) im Schmalseitenbereich des Rechteckes.
  4. Trichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die doppelkonkave Struktur der Wandung sich auf mindestens 50 % des Parabelbereiches erstreckt.
  5. Trichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die doppelkonkave Struktur der Wandung sich vollständig vom Parabelansatz am Trichterkörper (4) bis hin zum Ansatz des Trichterhalses (2) am Parabelbereich (3) erstreckt.
  6. Trichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Parabelbereich so geformt ist, daß die Diagonalenwandstärke größer/gleich als die Wandstärke bei der kleinen Achse und kleiner/gleich ist als die Wandstärke bei der großen Achse ist.
  7. Trichter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Parabelbereich (3) sowohl zum Trichterkörper (4) als auch zum Trichterhals (2) hin einen im wesentlichen runden Anschlußquerschnitt besitzt.
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