NL8502155A - Afbuigeenheid voor beeldbuizen. - Google Patents

Description

* Λ .

< ΡΗΝ 11.455 N.V. Philips* Gloeilampenfabrieken te Eindhoven.

Afbuigeenheid voor beeldbuizen.

De uitvinding heeft betrekking op een afbuigeenheid voor een televisiebeeldbuis , bevattende een eerste en een tweede afbuigspoelen-stelsel en een ringvormige kern van gesinterd, oscydisch, ferrooagne-tisch materiaal waarvan de buitendiameter, in verschillende loodrecht 5 op zijn lengte-as verlopende vlakken gemeten, verschillend groot is.

Meer in het bijzonder is een dergelijke ringkern kelk- of trechtervormig. Terwille van de mechanische sterkte wordt aan ringkernen voor beeldbuizen, hierna yoke-ringen genoemd, in het algemeen een wanddikte gegeven die groter is dan voor de eigenlijke functie als kernmateriaal 10 voor afbuigspoelen noodzakelijk is. Zo heeft bijvoorbeeld een bepaald type yoke-ring, voor zwart-wit beeldbuizen gewicht ca. 360 gram, hoogte ca. 55 nm, boven- en onderdiameter resp. ca. 55 en ca. 85 mm (inwendig gemeten), een wanddikte van 6 mm, een waarde die met het oog op de genoemde eigenschappen onnodig zwaar is. 6 mm is een veel voorkomende 15 wanddikte bij yoke-ringen. Zeker nu afbuigeenheden d.m.v. een kleaband op de hals van beeldbuizen bevestigd worden, waardoor de buishals het hele gewicht van de afbuigeenheid draagt, is een (te) hoog gewicht een nadeel. Het gevaar van breuk van de buishals is niet ondenkbaar. Het bestaande vooroordeel om yoke-ringen over te dimensioneren voor wat be-20 treft de wanddikte, berust op de aanname, dat op deze wijze een mechanische sterkte wordt bereikt, die voor de hanteerbaarheid tijdens de fabricage alsmede tijdens het inbouwen in de afbuigeenheid nodig is.

Deze aanname hangt op zijn beurt weer samen met het gebrek aan inzicht t.a.v. de factoren die de mechanische sterkte van een yoke-ring bepa-25 len. Een wezenlijk probleem is derhalve: hoe verkrijgt men, met behoud van de mechanische sterkte, een yoke-ring met een gereduceerde wanddikte. De uitvinding verschaft een oplossing voor dit probleem. Een afbuigeenheid van de in de aanhef genoemde soort heeft volgens de uitvinding als kenmerk, dat de ringkern een gereduceerd wanddikte heeft, ter-30 wijl het zuurstofgehalte van het gesinterde, oxydische, ferromagne-tische materiaal van de ringkern in een oppervlakteschil zo wenig verschilt van het zuurstofgehalte in een inwendige schil dat de ringkern * T ‘ s S- - — - - v r; • » > “ * PHN 11.455 2 vergaand spanningsvrij is.

De uitvinding berust erop, dat hoewel de mechanische sterkte inderdaad sterk samenhangt met de wanddikte, in de praktijk veelal mechanische spannningen, die tijdens het sinterproces geïntroduceerd wor-5 den, een beslissende rol spelen. Voor de uitvinding is het inzicht dat yoke-ringen tijdens het sinteren aan een reductieproces onderworpen zijn, van doorslaggevende betekenis.

Uit metingen van de partiële zuurstofdruk als functie van de temperatuur van ferrietmateriaal dat veelal toegepast wordt in yoke-10 ringen is nl. gebleken dat de evenwichtsdruk bij temperaturen boven 1150® C reeds de waarde van 0,21 atm. (lucht) te boven gaat. Dit betekent dat tijdens het sinterproces, dat veelal plaatsvindt in lucht (of in een atmosfeer met nog minder zuurstof) bij een tempertuur die doorgaans aanmerkelijk hoger is dan de genoemde 1150° C, het ferrietmate-15 riaal zuurstof verliest, een verlies dat het materiaal tijdens het afkoelen weer tracht te compenseren d.m.v. een opname van zuurstof uit de omringende atmosfeer. Deze zuurstofpenetratie vindt plaats via het oppervlak van het gesinterde product bij afnemende temperatuur, d.w.z. als gevolg van een diffusieproces dat met het dalen van de temperatuur 20 steeds langzamer verloopt. Bijgevolg ontstaat een oppervlaktelaag die rijker is aan zuurstof dan het meer naar binnen gelegen materiaal. Nu is eveneens uit metingen gebleken dat zulk een zuurstofopname gepaard gaat met een lengteverandering, expansie dan wel contractie, afhankelijk van het gebruikte ferriet. Als gevolg hiervan laat zich het ont-25 staan van een oppervlaktelaag voorstellen die t.o.v. het overige materiaal onder een druk- dan wel een trekspanning staat. Deze locale spanningen nu geven vaak aanleiding tot scheuren in het gesinterde product. Wanneer de genoemde spanningen vermeden worden, hetgeen tot uiting komt in een aanmerkelijk hogere breeksterkte van de yoke-ring, 30 wordt het tevens mogelijk om een product te realiseren van voldoend hoge mechanische sterkte, evenwel met een aanzienlijk geringere wanddikte en een aanmerkelijk lager gewicht.

In het bijzonder zijn wanddiktes realiseerbaar, afhankelijk van de lengte en de maximale buitendiameter van de ring kern, van 4 mm 35 en minder. De uitvinding heeft met sukses geleid tot ringkernen met een wanddikte van 3 mm, en zelfs met een wanddikte van 2 mm.

Door het toepassen van dunwandige yoke-ring-constructies “*· V 'i? óm J V Ό i-, .-fï PHN 11.455 3 wordt een grote gewichtsbesparing bereikt, die in een eerste instantie leidt tot een materiaalbesparing, en daarmede tot een prijsreductie, terwijl in tweede instantie de materiaalkeuze voor yoke-ringen verruimd wordt in de richting van de hogere (duurdere) kwaliteiten. Het wordt 5 b.v. mogelijk om een materiaal toe te passen dat tot lage (power)verliezen aanleiding geeft. Met de huidige schakelingen wil men de verliezen zo laag mogelijk houden.

Een verder voordeel van de dunwandige yoke-ring-constructie volgens de uitvinding is, dat wanneer de yoke-ring uit twee helften 10 bestaat deze door middel van een dunne lijmlaag (i.h.b. een lijmlaag van hoogstens 10 μιη) aan elkaar bevestigd kunnen worden. Juist doordat de wand zo dun is, en het gewicht van de yoke-ringhelften relatief laag, is de hechting van de lijmlaag voldoende. Bij conventionele ring-kernen met dikke wanden is hechting met lijm niet mogelijk, en moeten 10 mechanische constructies, zoals klemveren, gebruikt worden.

Aan de beheersing van het zuurstofgehalte die de basis vormt van de uitvinding kan op verschillende manieren uitvoering gegeven worden. Hiervoor is beschreven dat het zuurstofgehalte van de opper-vlakteschil minimaal moet verschillen van het zuurstofgehalte van een ^ inwendige schil. Een alternatief is dat de dikte van de oppervlaktelaag met een van het zuurstofgehalte van het binnenste van de ringkern afwijkend zuurstofgehalte te gering is om een mechanische spanning op te bouwen die de breukgrens van het materiaal overschrijdt. Deze situatie kan bereikt worden door de ringkern een voldoend hoge dichtheid, in het ^ geval van MnZn-ferriet bij voorkeur een dichtheid van tenminste 4,75 geur3, te geven.

Hierna zullen onder verwijzing naar de tekening enige uitvoer ingsvoor beelden van de uitvinding worden gegeven.

Fig. 1 stelt schematisch een televisiebeeldbuis voorzien van 30 · een afbuiginrichting voor.

Fig.2a en 2b stellen resp. een achteraanzicht en een langs- doorsnede door een ringkern voor een 90“ hybride afbuigeenheid voor.

Fig. 3a en 3b stellen resp. een achteraanzicht en een langs- doorsnede door een ringkern voor een 110* (groothoek) afbuigeenheid 35 voor.

Fig. 4a en 4b stellen resp. een achteraanzicht en een langs-doorsnede door een ringkern voor een monochrome data cjraphic display > * · · 4 ί v : Λ

1 tai· · W

‘ PHN 11.455 4 afbuigeenheid voor.

In figuur 1 is schematisch in langsdoorsnede een beeldbuis 1 voor monochroom of kleurentelevisie aangegeven. Deze bestaat uit een cilindervormig halsgedeelte 2 en een daarop aansluitend, zich trompet-5 vormig verwijdend gedeelte 3 dat aan de voorzijde (links in figuur 1) is afgesloten door een beeldscherm 4. In het halsgedeelte 3 bevindt zich een schematisch weergegeven elektrodensysteem 5 waarmee één elektrodenbundel (in het geval van een monochrome beeldbuis) of drie in één vlak verlopende elektronenbundels (in het geval van kleurentelevisie) 10 kunnen worden opgewekt. Op de buis 1 is, ter plaatse van het halsgedeelte 2 overgaat in het tranpetvormige gedeelte 3 een de buis 1 coaxiaal omgevend afbuigspoelenstel 6 aangebracht dat bestaat uit een eerste paar (zadelvormige) afbuigspoelen 7,7' voor afbuiging van de elektronenbundels in horizontale richting, een tweede paar (toroïdale) af-10 buigspoelen 8,8' voor afbuiging van de elektronenbundels in vertikale richting en een het spoelenpaar 8,8' dragende ringkern 9. Zoals figuur 1 laat zien, is de vorm van de afbuigspoelen 7,7' en van de ringkern 9 aangepast aan de trompetvorm van de beeldbuis 1. De horizontale afbuigspoelen 7,7' liggen aan weerszijden van een horizontaal afbuigvlak dat 20 samenvalt met het eerder genoemde vlak waarin de drie elektronenbundels verlopen. De vertikale afbuigspoelen 8,8' liggen eveneens aan weerszijden van dit horizontale afbuigvlak. Het vertikale afbuigvlak staat hier loodrecht op en valt dus samen het vlak van de tekening.

De ringkern 9 is uit gesinterd, oxydisch, ferromagnetisch materiaal vervaardigd. Hij verwijdt zich naar voren toe trompetvormig zodat hij met weinig speling om het afbuigspoelenpaar 7,7' past.

Pig. 2a stelt een achteraanzicht en fig. 2b een langsdoor-snede door een ringkern voor een afbuigeenheid volgens de uitvinding voor. In het onderhavige geval betreft het een uit twee helften be-00 staande ringkern 10 met een grootste buitendiameter (aan de kelkzijde) van 86 mm en een kleinste diameter (om de halszijde) van 54 mm. De wanddikte van de ringkern 10 is 3 mm. De (90°) afbuigeenheid waar hij voor bestemd is, is van het hybride type, d.w.z. dat op elke ringkern- helft een toroïdale beeldspoel wordt gewikkeld.

35

Pig. 3a stelt een achteraanzicht en fig. 3b een langsdoor-snede door een ringkern voor een afbuigeenheid volgens de uitvinding voor. In het onderhavige geval betreft het een uit één deel bestaande ΡΗΝ 11.455 5 * φ ringkern 11 met een grootste bui tendiaraeter van 113 ram en een kleinste buitendiameter van 57,5 mm. De wanddikte van de ringkern 11 is 4 ram. De (110*) kleurenafbuigeenheid waar hij voor bestemd is, is van het dub-belzadel type, d.w.z. dat zowel het lijn- als het beeldafbuigspoelstel-5 sel van het zadeltype zijn en tezamen door de ringkern worden omgeven.

Fig. 4a stelt een achteraanzicht en Fig. 4b een langsdoorsnede door een ringkern voor een afbuigeenheid volgens de uitvinding voor. In het onderhavige geval betreft het een uit één deel bestaande ringkern 12 met een grootste buitendiameter van 54 mm. De 10 wanddikte van de ringkern 12 is 3 mm. Door zijn relatief lange hals is dit een gecompliceerd product om te maken. De afbuigeenheid waarvoor de ringkern 12, waarvan de conventionele wanddikte 6 ram. is, bestemd is, is een monochrome data graphic _display afbuigeenheid.

Het vermijden van het optreden van mechanische spanningen ^ tijdens het sinter/afkoelproces van de ringkern kan op diverse wijzen geschieden, waarvan de twee meest praktische zijn: £. Toepassing van een zodanig lage sintertemperatuur, dat, bij sinteren, b.v. in lucht, het verschil tussen de aangelegde zuurstofdruk en een evenwichtsdruk van het ferriet bij voorkeur niet groter is dan ca.

20 o,6 atm. Hierdoor is het reducerende karakter van de ovenatmosfeer voldoende laag; op deze wijze verliest het materiaal slechts weinig zuurstof, met als gevolg een lagere neiging tot zuurstofopname tijdens het afkoelen. Deze benadering wordt bij voorkeur gekozen als een reductie ook voor de magnetische eigenschappen van het materiaal ongewenst is.

25 ]d. Realiseren van een relatief hoge dichtheid tijdens het sinterpro-ces. Hierdoor wordt de zuurstofpenetratie tijdens het afkoelen zodanig bemoeilijkt, dat zij zich beperkt tot een uiterst dunne oppervlakte-laag, waarvan de dikte te gering is om een mechanische spanning op te bouwen die de breukgrens van het materiaal, te weten ca. 140 MPa, over-schrijdt. Deze oplossing wordt bij voorkeur gekozen indien een zekere mate van reductie gunstig is voor de magnetische eigenschappen van het yoke-r ingmater iaal.

Er worden twee uitvoeringsvoorbeelden gegeven.

Een ringkern van magnesiurazinkferriet wordt vervaardigd door 35 de grondstoffen magnesiumoxide, zinkoxide en ijzeroxide in de gewenste verhouding te mengen en voor te stoken op een temperatuur van ca. 1050* C. Na een maalprocedure volgt een sproeidroogproces, waaruit een pers- -:.-2155 PHN 11.455 6 baar poeder resulteert. Na de vormgeving d.m.v. een droogpersproces, volgt het sinteren in een direct verhitte gasgestookte oven, waarbij de maximale temperatuur ca. 1260° C. bedraagt en het zuurstofgehalte van de ovenatmosfeer tussen 8 en 21 % ligt. Na afkoeling zijn de producten g vrij van mechanische spanningen, en sterk genoeg om mechanische slijp-bewerkingen te ondergaan. De hoofdafmetingen van de yoke-ring uit het gekozen voorbeeld zijn: hoogte ca. 44 mm, inwendige halsdiameter ca. 47 mm, inwendige kelkdiameter ca. 87 mm, wanddikte 3 m. Het gewicht van deze ring is ca. 120 g; het conventionele gewicht is ca. 250 g.

10 Een ringkern van mangaanzinkgerriet wordt vervaardigd door de grondstoffen mangaanoxide, zinkoxide en ijzeroxide in de gewenste verhouding te mengen en voor te stoken op een temperatuur van ca. 1080* C. Na een maalprocedure volgt een sproeidroogproces, resulterend in een persklaar granulaat. De vormgeving geschiedt d.m.v. een droogperspro-15 . ces. Het daaropvolgende sinterproces wordt uitgevoerd in een direct verhitte, gasgestookte oven op een temperatuur van ca. 1350* C bij een zuurstofgehalte in hetzelfde gebied als in het voorgaande voorbeeld, maar iets lager gelegen. Hierdoor resulteert een dichtheid die niet lager is dan 4,75 g/cm^. Na afkoeling is de yoke-ring vrij van mechani-20 sche spanningen, en derhalve sterk genoeg can mechanische slijpbewer-kingen te ondergaan. De hoofdafmetingen van de ring uit het gekozen voorbeeld zijn: hoogte ca. 55 mm, inwendige diameter hals ca. 45 mm, inwendige diameter kelk ca. 85 mm, wanddikte 2 mm. Het gewicht van de ring is ca. 120 g; het conventionel gewicht is ca. 360 g.

25 Andere materialen die zch voor de vervaardiging van dunwandige yoke-ringen lenen zijn b.v. LiZn ferriet en NiZn ferriet.

30 35 ΛίΜ ^

J ΙΛ. i U O

Claims (9)

1. Afbuigeenheid voor een televisiebeeldbuis, bevattende een eerste en een tweede afbuigspoelenstelsel, en een ringvormige kern van gesinterd, oxydisch, ferromagnetisch materiaal waarvan de buitendiameter, in verschillende loodrecht op zijn lengte-as verlopende vlakken 5 gemeten, verschillend groot is, met het kenmerk, dat de ringkern een gereduceerde wanddikte heeft, terwijl het zuurstofgehalte van het gesinterde, oxydische, ferromagnetische materiaal van de ringkern in een oppervlakteschil zo weinig verschilt van het zuurstofgehalte in een inwendige schil, dat de ringkern vergaand spanningsvrij is.

2. Afbuigeenheid volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de ringkern een wanddikte heeft in het gebied van 2 tot en met 4 ram.

3. Afbuigeenheid volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de ringkern uit twee helften bestaat die door middel van een lijmlaag aan elkaar gehecht zijn.

4. Afbuigeenheid volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de dikte van de lijmlaag hoogstens 10 pm is.

5. Afbuigeenheid voor een televisiebeeldbuis, bevattende een eerste en een tweede afbuigspoelenstelsel, en een ringvormige kern van gesinterd, oxydisch, ferromagnetisch materiaal waarvan de buitendiame- 20 ter, in verschillende, loodrecht op zijn lengte-as verlopende vlakken gemeten, verschillend groot is, met het kenmerk, dat de ringkern een gereduceerde wanddikte heeft, terwijl de dikte van een oppervlakteschil van de ringkern waarin het zuurstofgehalte substantieel verschilt van het zuurstofgehalte van de rest van de ringkern zo gering is dat de 25 ringkern vergaand spanningsvrij is.

6. Afbuigeenheid volgens conclusie 5, met het kenmerk dat de ringkern uit MnZn-ferriet bestaat en een dichtheid heeft van tenminste 4,7 gcm”3.

7. Afbuigeenheid volgens conclusie 5, met het kenmerk dat de 30 ringkern een wanddikte heeft in het gebied van 2 tot en met 4 mm.

8. Afbuigeenheid volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de ringkern uit twee helften bestaat die door middel van een lijmlaag aan elkaar gehecht zijn.

9. Afbuigeenheid volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de 35 dikte van de lijmlaag hoogstens 10 urn is. . Ί -1 λ