Uprawniony z patentu: Owens-Illinois, Inc., Toledo (Stany Zjednoczone Ameryki) Banka kineskopu Przedmiotem wynalazku jest banka kineskopu o duzym kacie odchylania. Wynalazek ma zastosowanie do elektronopromieniowych, telewizyjnych lamp o korpusach lejkowych lub lejkach, które stanowia czesci sklado¬ we tych lamp. Takie lampy wykonane ze szkla sa zwykle stapiane z oddzielnych czesci, które stanowia lejkowaty korpus lub lejek, posiadajacy obszar jarzmowy, ekran i rurke szyjki, wychodzaca z szyjkowego konca korpusu lejka. Wymienione czesci skladowe sa uszczelniane w calosc podczas procesu wytwarzania banki kineskopu.Lejek lub korpus posiada sciany, które sa rozszerzone lub rozchylone od mniejszego lub szyjkowego konca w strone szerszego lub czolowego konca, do którego jest dolaczony ekran.Typowa banka kineskopowa jest podzielona na dwie czesci skladowe, a mianowicie na lejek i ekran..Czesc lejkowa jest wykonana jako stozkowa powloka szklana w ksztalcie stozka scietego lub czworobocznego ostroslupa scietego.Obszar jarzmowy lejka jest przeznaczony do umieszczenia ukladu elektronicznego, zwanego jarzmem, który sluzy do kierowania strumieniem elektronów padajacym na material luminescencyjny i odtwarzajacym obraz na ekranie.Dla unikniecia nadmiernego ciezaru i dla zmniejszenia dlugosci lampy, mierzonej pomiedzy wymienionymi jej koncami, sciany boczne sa rozchylone pod mozliwie jak najwiekszym katem. Jesli kat odchylaniajest wiekszy niz 90°, lampa jest nazywana lampa o duzym kacie odchylania. Lampa jest odpowietrzana i przez to poddana nadcisnieniu atmosferycznemu, które wywiera nacisk na lampe i lampa taka ma sklonnosc do pekania w obszarze jarzmowym lejka.W znanych telewizyjnych kineskopach o kacie odchylania wiekszym niz 90° sdany lejka rozchylone sa pod zwiekszonym katem, dla zapewnienia niezaklóconego biegu wiazki elektronów, przebiegajacej ku wewnetrznej powierzchni czola. W lampach posiadajacych kat odchylania ponad 90°, w obszarze jarzmowym lejka wystepuja duze naprezenia i zmniejszenie odpornosci tego obszaru. Konwencjonalna konstrukcja lejka jest taka, ze sciany lezace na krancach,krótkiej osi sa zaokraglone lub wybrzuszone, a nastepnie dochodza do krawedzi uszczelnienia lejek — czolo pod katem dazacym do kata prostego. Dla zwiekszenia wytrzymalosci lejka dotychczas dazono do zwiekszenia wybrzuszenia jego scian.2 72 309 Dotychczas sadzono, ze sciany w przyblizeniu plaskie, nie moga wytrzymac tak wysokiego cisnienia jak w przypadku, gdy sciany sa bardziej zakrzywione lub wybrzuszone na zewnatrz jak w lampie o kacie odchylania mniejszym od 90°. Sciany zakrzywione sa wypukle na zewnatrz w porównaniu do linii promieniowych przecho¬ dzacych od obszaru jarzmowego do obrzeza lejka, znajdujacego sie na linii uszczelnienia pomiedzy lejkiem a ekranem. Dotychczasowe próby przezwyciezenia tego mankamentu konstrukcyjnego obejmowaly równiez wzmacnianie lampy kolnierzami wbudowanymi do konstrukcji lampy. Elementami uzytymi do wzmocnienia obszarów przyleglych do szyjkowego konca lejka jest zeberko obwodowe wokól szyjki, zeberko obwodowe wokól obrzeza plyty czolowej oraz wiele promieniowych zeberek polaczonych na koncach z górnym i dolnym zeberkiem obwodowym. Banka lampowa o tej konstrukcji jest przedmiotem duzym, ciezkim oraz drogim pod wzgledem kosztów zarówno materialowych jak produkcyjnych.Celem wynalazku jest unikniecie wymienionych niedogodnosci. Cel ten osiagnieto wykonujac banke kineskopu o duzym kacie odchylania posiadajaca os dluga i krótka i majaca postac korpusu szklanego zawieraja¬ cego ekran polaczony z lejkiem, którego szeroki koniec jest w przyblizeniu prostokatny, a mniejszy koniec jest polaczony z obszarem jarzmowym. Istota wynalazku polega na tym, ze lejek posiada plaskie sciany boczne znajdujace sie na przeciwnych krancach krótkiej osi, przy czym te sciany maja ksztalt w przyblizeniu trójkatny i sa gladko polaczone z pozostala krzywoliniowa czescia lejka.Banka wedlug wynalazku posiada zwiekszona wytrzymalosc dzieki splaszczeniu scian lejka i takiemu rozlozeniu naprezen w lejku szklanym, które zapewnia zwiekszona wytrzymalosc mechaniczna obszaru jarzmowego banki kineskopu.Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykladzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia banke kineskopowa w widoku perspektywicznym, fig. 2 - banke zfig.l, w przekroju, w perspektywie, fig. 3-banke zfig.l, w przekroju pokazujacym pare splaszczonych scian bocznych, fig. 4 — plaszczyzny warstwicowe rozlozone na lejku, fig. 5 — lejek z fig. 3, w widoku z góry z pokazaniem warstwie tego lejka, fig. 6 — profile przekrojów konwencjonalnego lejka zfig.l, fig. 7 — profile ulepszonej banki kineskopowej z fig. 2.W kineskopach o kacie odchylania wiekszym od 90° stwierdza sie duze spietrzenie naprezen i zwiazana z tym podatnosc na uszkodzenia w obszarze jarzmowym na dlugiej osi. Konstrukcja wedlug wynalazku ma postac lejka ze splaszczeniem dlugiego boku lejka, co polepsza wytrzymalosc do zadowalajacego w praktyce poziomu. Tradycyjny lejek jest zaokraglony lub wybrzuszony wzdluz dlugiego boku i sciana lejka dochodzi do krawedzi uszczelnienia lejka z ekranem pod katem zblizonym do kata prostego. W tradycyjnej konstrukcji lejka stwierdzono, ze na krótkiej osi w poblizu krawedzi uszczelnienia wystepuje raczej sciskanie anizeli naprezenia rozciagajace. W ulepszonej lampie rozklad naprezen w lejku jest zmieniony przez scisniecie scian krótkiej osi tak, ze powierzchnia od obszaru jarzmowego do krawedzi uszczelnienia lejka jest w przekroju plaska, bez wybrzusze¬ nia i ma ksztalt zasadniczo trójkatnych, plaskich scian bocznych na dlugiej osi lampy.W celu wzmocnienia lejka dotychczas dazono do zwiekszania jego wybrzuszenia. Niniejsza konstrukcja przewiduje obszar jarzmowy, który jest o wiele mocniejszy niz w konstrukcjach dotychczasowych.Kineskopy sa obecnie produkowane w kilku czesciach stanowiacych obszar jarzmowy, ekran stanowiacy podloze dla warstwy luminoforu oraz szyjke, która znajduje sie przy koncu obszaru jarzmowego korpusu lejka.Wszystkie czesci po zlozeniu stanowia kineskop, który zostaje nastepnie odpowietrzony i uszczelniony podczas produkcji, stanowiac duza, pusta banke szklana posiadajaca wewnatrz próznie o wysokim podcisnieniu.Fig. 1 jest rzutem perspektywicznym banki kineskopowej wedlug wynalazku. Fig. 2 jest widokiem, banki zfig.l w czesciowym przekroju, z linia przedstawiajaca zarys dotychczasowej konstrukcji oraz ulepszona konstrukcje o zakreskowanym przekroju poprzecznym.Banka kineskopowa jest przedstawiona jako pusta szklana oslona lub banka dla ukladu elektronicznego.Dluga osia jest okreslana linia wyznaczona przez plaszczyzne, która przechodzi przez srodek czola i przez plaszczyzne prostopadla do krótkiego boku czola.Krótka osia jest okres^na linia wyznaczona przez plaszczyzne, która przechodzi przez srodek czola i przez plaszczyzne prostopadla do dlugiego boku czola. Os krótka i os dluga sa oznaczone na czole lampy, jak to przedstawiono na fig. 1 i 2. Korpusem banki lub lejkiem okresla sie czesc banki pomiedzy czolem a obszarem szyjki. Banka posiada linie oddzielajaca jarzmo, która jest okreslona przez odpowiednia grubosc obwodu, który jest dostosowany do przekroju szyjki. Lina oddzielajaca jest linia prostopadla do osi banki, która oznacza zakonczenie krzywizny korpusu, jak to widac w obrysie banki na fig. 3. Obrys banki przechodzi w linie prosta od linii oddzielajacej do szyjki.Sekcja szyjki jest okreslana sekcja znajdujaca sie pomiedzy linia oddzielajaca a otwartym koncem banki, która jest ostatecznie zamknieta przez wlozenie dzialka elektronowego i zwiazanych z nim czesci. Te linie rozdzialu sa pokazane na fig. 1 i 2 oraz na fig. 3, która jest widokiem przekroju poprzecznego banki z fig. 1.3 72309 Lejek 11 posiada sekcje, która jest nazywana jarzmowym obszarem 12, scianki 13 lejka, krawedz brzegowa zwana krawedzia uszczelnienia 14 oraz szyjke 15. Czolo banki jest oznaczone przez 16. W celu zapewnienia pozadanej pod wzgledem uzytkowym konstrukcji, dlugosc d od czola do obrzeza szyjki lejka ulegla dotychczas znacznemu skróceniu, dla uzyskania tego wymiaru praktycznie najmniejszego. Dla uzyskania krótszej banki, scianki 13 sa w znacznym stopniu rozbiezne, dajac lampe o duzym kacie odchylania. Lejek 11 posiada w prze¬ kroju zasadniczo plaskie boczne sciany 13, jak to pokazano na fig. 1 i 3. Profil bocznych scian jest pokazany szczególowe na fig. 2, przy czym linia przerywana przedstawia profil dotychczas stosowanego lejka i banki.Porównania profilu ulepszonej konstrukcji lampy z konstrukcja dotychczasowa dokonano na podstawie fig. 5 i 6.Fig. 4 i 5 przedstawiaja lejek kineskopu z warstwicami rozlozonymi na lejku. Fig. 5 w widoku z góry przedstawia ogólnie trójkatny splaszczony obszar sciany bocznej utworzonej przez trójkat o wierzcholku 20 lezacym za krótka osia i bokach utworzonych przez linie rozdzialu z czesciami wybrzuszonymi banki, jak linia 21, oraz podstawe 22. Tentrójkatny obszar jest zasadniczo plaski w profilu.Tradycyjne banki kineskopowe o duzym kacie odchylania sa odpowietrzane, a powstajace naprezenia moga- byc analizowane za pomoca czujników tensometrycznych umieszczonych w oznaczonych na profilach pozycjach A, B, C, D i E pokazanych na fig. 6 i 7. Wyniki tych badan wykazuja bardzo duze naprezenia rozciagajace w obszarze jarzmowym na krótkiej osi i w korpusie lejka na dlugiej osi.Uznano, ze ten rozklad naprezen musi byc zmieniony tak, aby byly zmniejszone naprezenia sciskajace na krótkiej osi oraz w scianach lejka na dlugiej osi.Ksztalt bankijest taki, ze naprezenia rozciagajace wywolywane przez sily zginajace zazwyczaj wystepujace na krótkiej osi sa tlumione przez bezposrednie obciazenie sciskajace. Takazmiana konstrukcji, przy której zostaja uwidocznione naprezenia zginajace na krótkiej osi, objawia sie zmiana rozkladu naprezen wewnatrz banki, zmniejszajac sciskanie na krótkiej osi i zapewniajac wyrazne zmniejszenie naprezen rozciagajacych w obszarze jarzmowym dlugiej osi. Zmiana ta objawia sie wiec wywolaniem niewielkich naprezen rozciagajacych w poblizu krawedzi uszczelnienia. Naprezenia te nie sa na tyle duze, aby mogly zmniejszyc wytrzymalosc banki. To ulepszenie zostalo osiagniete przez wykonanie splaszczonej, stosunkowo plaskiej powierzchni na krótkiej osi, co umozliwia uginanie sie tej powierzchni i zwiekszenie dzieki temu naprezen rozciagajacych (zmniejszenie naprezen sciskajacych na krótkiej osi). Zwiazanym z tym efektem bylo zmniejszenie sciskania w korpusie lejka na dlugiej osi. Efekty te, to jest wzrost rozciagania na krótkiej osi i zmniejszenie sciskania w korpusie na dlugiej osi, zmniejszyly rozciaganie w obszarach krytycznych, to jest w obszarze jarzmowym na dlugiej osi, do pozadanego poziomu.Przedstawiony ponizej przyklad jest zestawieniem ukazujacym zmieniony rozklad naprezen w porównaniu z rozkladem w dotychczasowej bance kineskopowej o duzym kacie odchylania posiadajacej profil o typowej krzywej wypuklej na zewnatrz, jak przedstawiono na fig. 4, przy uzyciu próbek szklanych.Przyklad. Naprezenia w odpowietrzonych bankach.Typowalampawypukla Trójkatnakonstrukcja splaszczona A + 11,6 X 106N/m2 +2,0 X 106 N/m2 B - 9,0 X 106N/m2 - 7,9 X 106 N/m2 C- 11,0 X 106N/m2 - 6,6 X 106 N/m2 D- 10,3 X 106N/m2 - 1,7 X 106 N/m2 E- 0,9 X 106N/m2 + 4,8 X 106 N/m2 gdzie oznacza (+) — rozciaganie, (—) — sciskanie.Analiza rozkladu naprezen w zwyklych wybrzuszonych lampach po odpowietrzeniu wykazuje, ze rozklad naprezen jest taki, ze na krótkiej osi lampy w punkcie D na fig. 6 wystepuja silne naprezenia sciskajace.Naprezenia sciskajace stwierdzono równiez na krótkiej osi w punkcie E w poblizu uszczelnienia ekran — lejek.Ten stan naprezen, wywolany przez wytrzymalosc krótkiej osi (dlugiego boku) na zginanie, objawia sie wywolaniem ita dlugiej osi silnych naprezen sciskajacych w punkcie B oraz rozciagajacych w punkcie A. Dla zmniejszenia naprezen na dlugiej osi niezbedne jest wywolanie zmodyfikowanego rozkladu naprezen na krótkiej osi.Nowa konstrukcja zmniejsza naprezenia sciskajace w obszarze jarzmowym, a naprezenie w krawedzi uszczelnienia jest albo zmniejszonym naprezeniem sciskajacym i/albo niskim naprezeniem rozciagajacym.Zoitalo to uzyskane przez wykonanie splaszczonych obszarów na scianach znajdujacych sie na krancach krótkiej osi banki.Badania wykazuja, ze naprezenia rozciagajace w obszarze, w którym wystepowalo pekniecie w punkcie A zostalo zmniejszone okolo szesciokrotnie to jest z + 11,6 na + 2,0. Silne naprezenia sciskajace na krótkiej osi4 72309 w obszarze szyjki, które odzwierciedlaja sie jako silne naprezenia rozciagajace na dlugiej osi, zostaly zmniejszone szesciokrotnie, to jest z— 10,3 na - 1,7. Ponadto, w zmodyfikowanej konstrukcji na krótkiej osi w punkcie E wystepuje raczej naprezenie rozciagajace, a nie sciskajace jak w dotychczasowych bankach. Nalozenie kruchego pokrycia na powierzchnie dotychczasowego modelu banki pozwolilo stwierdzic, ze naprezenia w obszarze jarzma mialy wieksza koncentracje, a maksymalne naprezenie bylo nawet prawdopodobnie wieksze niz wskaza¬ ne, w odróznieniu od rozkladu naprezen w ulepszonej konstrukcji posiadajacej sciany plaskie.Polepszenie wytrzymalosci nowej konstrukcji zostalo wykazane równiez innymi sposobami, za pomoca badan cisnieniowych kompletnych baniek.Zostaly wykonane badania cisnieniowe znormalizowanym sposobem szacowania wytrzymalosci baniek kineskopowych, w którym banka jest umieszczona w komorze i poddawana wolno wzrastajacemu cisnieniu hydrostatycznemu az do wystapienia uszkodzenia. Przy badaniu w ustalonych warunkach wyznaczono arbitralny poziom równy 0,28 X 106 N/m2 jako minimalny sredni poziom wytrzymalosci dla normalnej produkcji. Podczas takich badan próbki dotychczasowych baniek uszkadzaly sie w obszarze jarzma srednio przy wartosci 0,15 X 106 N/m2, natomiast banki o ulepszonej konstrukcji wytrzymywaly cisnienie ponad 0,14 X 106 N/m2 bez jakichkolwiek uszkodzen w krytycznym obszarze jarzmowym. Wystepujace uszkodzenia mialy miejsce poza obszarem krytycznym i przy poziomach wytrzymalosci uwazanych za zadowalajace. Lampy kineskopowe o ulepszonej konstrukcji wykazuja zwiekszona wytrzymalosc na dlugiej osi, szczególnie w obszarze jarzmowym. PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL