DE6931410U - Kathodenstrahlroehre - Google Patents
KathodenstrahlroehreInfo
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- H01J29/073—Mounting arrangements associated with shadow masks
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- Electrodes For Cathode-Ray Tubes (AREA)
Description
Prioritäten: 13.August I968 -Vereinigte Staaten- Nro752
Nr.752
Zusammenfassung
Die unerwünschte thermische Dehnung der Schattenmaske einer Farb-Kathodenstrahlröhre wird in eine vorteilhafte, die
Ausfluchtung aufrechterhaltende Bewegung zum Schirm hin umgewandelt, indem ein federndes Zv/ieohenmontageelement verwendet
wird, das aus einem bimetalliechen Material besteht und mit einem Bewegungen verstärkenden, sich zusammenziehenden
Gelenk versehen ist. Die Bewegung wird von der Form des Gelenke bestimmt und dem Hebelarmeffekt des freien
- 2
Endes der Feder abgeleitet. Bei einer Aueführungsform wird die Peder unter der Ebene der Stümpfe montiert, und
bei einer anderen Ausführungsform in der Ebene dieser
Stümpfe, je nach der Riohtung, in der das freie Ende der
Peder vom Gelenk absteht.
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft Farb-Kathodenstrahlröhren vom Typ
Schattenmaskenröhre:;, und insbesondere eine Stützeinrichtung,
mit der die Schattenmaske in der Bohre montiert weiden
kann. Eine solche Röhre ißt in der US-Patentschrift Nr0 2o986o080 beschriebene Bei der Farb-Kathodenstrahlröhi-enhers
teilung ist es üblioh, die durchlöcherte Schattenmaske der Bohre mit einem realtiv steifen Rahmen ab»
zustutzen, und dice® Hontage-Einheit innerhalb der Röhre
durch ein Zusammenwirken swischen lösbaren Blattfeder^
die am Rahmen befestigt sind, und Stümpfen zu montieren;
die auf einer Innenwand der Röhre gebildet sind.
TJm ein Überlaufen des Schirms durch die Elektronenatrahlen
zu verhindern, wodurch Streuelektronen und entsprechende Parbverunreinigungen entstehen könen, wird im allgemeinen
an der Oberkante des Rahmens eine Abschirmung befestigt. Diese Abschirmung, die auch als "Plansch11 bezeiohnet wird,
steht naoh innen zur Mitte der Röhre um eine vorgeschriebene Distanz vor und hindert die Elektronenstrahl«» daran,
auf die Innenwand des Rahmens aufzuprallen und reduziert damit die erwähnten Farbverunreinigungen erheblioh.
Plansche dieser Art Bind vorzugsweise eben, und werden beispielsweise in der US-Patentschrift 3.345.530.beschrieben.
Eine« der häufigsten und hartnäckigsten Problem· bei Parb-
ο « o/ 3
röhren dieser Art ist der Verlust an Farbreinheit während des Röhrenbetriebes, der durch die Dehnung der
Masken-Rahmen-Baueinheit durch den Wärmeeffekt des Elektronenstrahls verursacht wird. Diese Dehnung führt zu einer
Fehlausrichtung zwischen den diskreten Phosphorelementen
des Schirms, den Öffnungen in der Maske und dem Elektronenstrahl.
Es sind verschiedene Möglichkeiten vorgeschlagen worden, diese thermische Dehnung der Schattenaaeke su kompensier
ren, indem dafür gesorgt wird, daß die Maske sich axial auf den Schirm zu bewegt, wenn sie sich nach außen dehnt,
um die gewünschte Ausfluchtung der Maskenöffnungen und der elementaren Schirmbereiche aufrechtzuerhalten.
Eine Möglichkeit dazu besteht darin, die Maske im Kolben mit drei Schlitten bewegbar zu montieren, die am Umfang
der Maske befestigt sind und auf geneigten Schienen gleiten, die am Kolben montiert sind. Eine andere Möglichkeit
besteht darin, eine Vielzahl von flexiblen.Gelenken zu verwenden, die die Maske mit dem Stützrahmen verbinden
oder schwenkbare, freitragende Kurbelarme, deren Arme die Maske verschiebbar ergreifen. Alle diese Möglichkeiten
waren zwar theoretisch durchführbar» in der Praxie hat sich jedoch keine bewährt.
■feine weitere Möglichkeit für die Rahmenmontage zur Korrektur
von Farbunreinheiten durch die thermische Dehnung der Masken-Rahmen-Einheit ist in der US-Patentschrift 3.330.980
beschrieben. Gemäß diesem Vorschlag ist ein Zwischenmontageelement zwischen dem Rahmen und der Stützfeder vorgesehen,
das aus einem bimetallischen Element besteht, das seinerseits aus oberen und unteren Teilen besteht, die mit einer
Dehnungßschleife verbunden'sind. Der untere Teil ist am
Rahmen befestigt und an dem oberen Teil ist eine Blattfeder
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befestigt, in der Weise, daß ein konischer Stumpf in die Blattfeder greift» der von einer vorstehenden Wand
der Stirnplatte nach innen vorsteht. Bei Konstruktion
nen dieser Art steht das sich dehnende Gelenk oder die Schleife aach innen aur Mit te der Röhre hin vor, und
damit "*irä es notwendig, den Rahmen zu modifizieren«
um diesen vorstehenden Teil aufzunehmen. Eine der vorgeeohlagenen
Modifikationen besteht darin, die Abschirmung und den Rahmen zu krümmen, um diese im wesentliohen
der Krümmung der Stirnplatte der Röhre anzupassen» Damit werden die Mittelbereiehe der Kanten des Rshssss
niedriger als die Enden und wird der notwendige Raum für die Sehnungsschleife geschaffen« Diese Möglichkeit
befriedigt jedoch nicht vollständig, weil die Wirksamkeit der Abschirmung auf diese Weise ZoT„ zerstört
wird ο
Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung soll deshalb der Betrieb einer Färb-Fernsehröhre
verbessert werden, dabei sollen die Schwierigkeiten de? bisher versuchten Lösungen dee Probleme
vermieden werden«
Insbesondere soll durch die Erfindung eine Temperatur~
kompensation einrichtung für eine Farbfernsehröhre verfügbar gemaoht werden, bei der der Rahmen oder die ebene
Abschirmung nicht modifiziert werden müssen«
Diese Aufgabe wird gemäß einem Aspekt der Erfindung dadurch gelöst, daß eine lösbare Montage-Einrichtung
für die Schattenmaske geschaffen wird, die aue einer
&931410
Grundplatte aus bimetallisohein Metallblech besteht, die
ihrerseits aus einer oberen und einer unteren Montagöaektion
besteht, die mit einem sich zusammenziehenden, Bewegungen verstärkenden Gelenk verbunden sind. Eine der
beiden Montagesektionsη dee bimetallenen Bleches ißt fest
an der Schattenmaske befestigt, und an der anderen Sektion ist fest eine vorstehende, längliche Blattfeder befestigt,
die am freien Ende eine öffnung aufweist, die so geformt istj daß sie mit einem vorstehenden Stumpf auf der Innenwand
der Stirnplatte !zusammenwirken kann,, Das Gelenk ist
so geformt, daß das außen liegende Material einen thermischen Dehnungskoeffisienten hat, der größer ist als der
der Innenschicht, und wenn das Gelenk während des Röhrenbetriebes
erwärmt wird, zieht sich das Gelenk zusammen und zwingt die Maske, im wesentlichen axial nach unten
zum Schirm hin, so daß die gewünschte Ausfluchtung mit
dem Strahl praktisch beibehalten wird,
Duroh diese Modifikation kann sich die Schleife nach außen
weg vom Schattenmaskenrahmen erstrecken und kann deshalb mit Schattenmaskenelektroden mit ebener Abschirmung verwendet
werden.
Die verschiedenen Ausführungsformen gemäß den Unteransprüchen
werden in der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
Fig» 1 einen Schnitt durch eine typische Schattenaasken-Farbröhre
;
Fig» 2 einen Schnitt längs der linie 2 -2 in Fig„1 einer
AuefÜhrungBform der Erfindung?
J J1,"",,* Il
It»« 1)1
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rigο 3 einen Schnitt länga der Linie 5 - 3 In Fig.2 sur
Darstellung der Montage-Anordnung für diese Ausführung sfor ms
Pig. 4 eine Ansicht einer anderen Aueführungsform der
Stützkonstruktion nach der Erfindung entsprechend einem Schnitt 4 - 4 in Fig.6?
Tigo 5 einen Schnitt längs der Linie 5 - 5 in
PIg. 6 einen Schnitt längs der Linie 6 - 6 in Pig.4j
Figo 7 einen Schnitt länga der Linie 7-7 in 3?ig.1; und
Fig« 8 eine Flg<>4 entsprechende Ansicht einer dritten
Ausführungsform.
In Pigoi ist schematisch eine typische Farfckathodenröhre
dargestellt, öie aus einem im wesentlichen trichterförmigen
Teil 12j einer Stirnplatte 14 und einem Hals 15 besteht.
Die Innenseite der Stirnplatte 14 trägt einen mosaikartigen,
Kathodoluznlneaisenz-Schirm 17S der in üblicher Weise ausgebildet
sein kann. Eine Schattenmaskenanordnimg 19» beste·«
hend aus einem durchlöcherten Teil 20 und einem Rahmen 22 mit
einem einwärts vorstehenden, ebenen Schirm oder Flansch an der Oberseite und eiser davon abstehenden Umfangawand
ist in der Nähe des Schirms angeordnet. Eine Elektronenquelle 26, die schematisch dargestellt ist unct üblicherweise
eine Einheit mit drei Elektronenkanonen ist, ist Im Hals 15 der Röhre angeordnet» In der Kähe der Verbindung
des trichterförmigen Seils 12 und des Halses 15 ist ein
Ablenkungenoch 28 angeordnet, mit dem dafür gesorgt wirö„
daß die Elektronenstrahlen die Stirnfläche der Röhre
in bestimmter Weise übertreichen, wie in der einsohlägigen
Technik bekannt.
In Pig.2 ist ein Schattenmaskenabstützsystem 30 mit (Temperaturkompensation
dargestellt. Dieses System 30 beeteht
aus einem bimetallischen Zwischen-Montage-Elemeht 32
und einer länglichen Blattfeder 34. Das freie Ende der Feder 34 ist mit einer öffnung 36 versehen, die au Montägezwecken
mit einem Stumpf 38 zusammenwirkt, der auf einer vorstehenden Wand der Stirnplatte 14 vorgesehen ist» Das
Federmontagesystem ist bei dieser Röhrenart mit Rücksicht
auf das fotografische System notwendig, das dazu verwendet wird, die elementaren Phoephorflachen auf der Stirnfläche
der Röhre niederzuschlagen. Jeder der getrennten, farbiges licht emittierenden Phosphore wird einzeln aufgetragen und
die Schattenmaske wird als Negativ verwendet, um diese Bereiche au formen; nach jeder Belichtung einer einzigen
Phosphorfarbe muß also die Maske entfernt werden, so daß der Schirm richtig entwickelt werden kann. Eine Möglichkeit,
eine solche Röhre herzustellen!, ist in der US-Patentschrift 3*025.161 beschrieben.
Das bimetallische Kontage-Element 32 besteht aus einer unteren Sektion 40 und einer oberen Sektion 42, die mit
einem sich zusammenziehenden, Bewegungen verstärkenden Gelenk 44 von dreieckiger Form (vgl, Fig.3) verbunden sind»
Wie erwähnt, sind das Montage-Element 32 und dementsprechend das Gelenk 44 so geformt, daß das Material mit dem
höchsten thermischen Dehnungskoeffizienten sich auf der Außemseite dee Gelenks befindet. Geeignete Materialien
für die bimetallische Platte 32 bestehen beispielsweise aus einer Innenschicht aus Invar (36$ Nickel, 64$ Eisen)
das bei den im Maskenbereich auftretenden Temperaturen
einen thermischen Koeffizienten nahezu Hüll hat, land
die andere S nicht kann aus einem Material mit der Zusammensetzung
22$ Nickel, 3$ Chrom und 75# Elsen beatehen.
Sine geeignete Sicke für das Material liegt lh der
Nähe von 0,76 bie 1,52 mm (0,030" bis 0,060"), ;■
In Fig.2 ist deutlich zu erkennen, da£ die untere Sektion
40 dea Bimetalls 32 feet an einer Wand 24 des Eahnens 22
befestigt ist, beispielsweise angeschweißt. Die obere Sektion 42 hat einen Abstand von der Wand 24, der ausreicht, um eine Abwärtsbewegung des Gerätes während des
Betriebes zuzulassen, ohne daß die Wand berührt wird. Das Ende der Feder 34 , das einen Abstand von de? Öffnung 36 hat, ist fest auf der oberen Sektion 42 festgelegt,
beispielsweise angeschweißt. Die Feder 34 ist in der Weise befestigt, daß das mit einer Öffnung versehene
Ende vom Ende des Bimetalls 32 vorsteht, daö das schmalere
Ende des dreieckigen Gelenkes 44 enthält. Damit befindet sich das weite Ende des Gelenks 44 ferner von
Stumpf 38 als das schmale Ende«,
Aus Fig.2 ist ferner ersichtlich, daß «ie längemitte
der Feder 54 im wesentlichen auf der Kittellinie der Ebene des Stumpfes 38 liegt, was in der Zeichnung bei 46
angedeutet ist, und das ^elenk 44 befindet sich unterhalb
der Ebene 46. Durch diese Anordnung wird eine maximale Stabilität der Masken-Rahmen-Baueinheit gewährleistet.
Der Verstärkungsfaktor des sich zusammenziehenden Gelenkes
44 stammt von der Dreieckform der Aufsicht (Fig.3)»
Diese im wesentlichen dreieckige Form, zusamen mit der
Richtung, in der die Feder 34 vom Gelenk vorsteht* sorgt
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C rf 6*0
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im Betrieb für zwei TemperaturkompenaationsWirkungen
äeB Systems 30, die sich addieren, um die gewünschte
Maskenbewegung zum Schirm hin zu ergehen. Sie erste Wirkung ist eine Schwenkbewegung, wenn eich das Gelenk
44 wegen der in der arbeitenden Röhre entwickelten Wärme schließt, wird auf die Feder Druck ausgeübt,
so daß diese in der Weise schwenkt, daß sie gegen den festen Stumpf 38 stößt, so daß sich die Baueinheit
Maske - lähmen zur Stirnplatte hin bewegt. Die zweite
Wirkung des Systems tritt ein, wenn es eich weiter erwärmt
und die fortgesetzte Kontraktion eine Rollbewegung der oberen Sektion 42 zur Wand 24 des Rahmens 22
hin bewirkt. Diese Rollbewegung der oberen Sektion 42 ändert den Winkel der Sektion mit Bezug auf die Rahmenwand.
Wenn dieser Winkel sich ändert» wird von der veraet25ten
Federöffnung ein Bogen beschrieben, durch den die Meekenbaueinheit noch weiter zur Stirnplatte hin ge- §
zwingen wird. Die Größe des zurückgelegten Bogena hängt |
ab vom Abstand zwischen der schwenkenden Ebene der oberen Sektion 42 und der Ebene der Berührung zwischen der Feder
und dem Stumpf 38.
In Pig«3 ist eine Aufsicht auf ein vollständiges Montagesystem
für die Schattenmasken-Rahmen-Baueinheit 19 mit drei Stümpfen und drei zugehörigen Abstützungen 30 gemäß
der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
Die dargestellte Ausführungsform arbeitet zwar mit einer Dreipunktaufhängung, selbstverständlich ist dae Konzept
der Erfindung auch auf Vierpunktaufhängungen anwendbar,
die in einigen Fällen verwendet werden.
In Fig.4 ist eine andere Ausfuhrungsform einer Schattenmaekenabettitzung
30' mit Temperaturkompensation dargestellt,
das ebenfalle aus einem bimetallicohem Zwlsohenmontageelement
32· und einer länglichen Blattfeder 34' teetent.
Das freie Ende der Feder 34' ist mit einer Öffnung 36»
versehen, die zu Montagezwecken mit einem Stumpf 33* susammenwirkt»
der auf einer nach oben stehenden Wand der Stirnplatte 14 gebildet ist. Der Stumpf 38· ist in Pig.β
näher dargestellt. Das bimetallieohe Montage-Element 32 besteht wieder aus einer oberen Sektion 40* und einer
unteren Sektion 42', die mit einem sich ssusaaensiehenden,
Bewegungen verstärkenden Gelenk 46' verbunden sind. Wie bein ersten Ausführungsbeispiel sind die Struktur 32'
und damit das Gelenk 46* so geformt, daß das Material mit
dem höchsten thermischen Dehnungskoeffizienten sich auf der Außenseite des Gelenks befindet, d.h. auf der der
Schattenmaske fernen Seite.
Wie sich besser aus Pig.5 ergibt, ist der obere feil 40'
des Bimetalle 32' fest an der Rahmenwand 24* befestigt, beispielsweise angeschweißt. Der untere Teil 429 hat
einen Abstand von der Wand 24 * der ausreicht, um eine Abwärtsbewegung des Gerätes während dee Betriebes ohne
Anlage an der Wand zuzulassen (vgl. Pig*5). Dae End© der
feder 34' , das einen Abstand von der Öffnung 36* hat,
ist fest an diesem unteren Teil 42* angeordnet 9 beispielsweise
angeschweißt. Aus einem Vergleich der Pig« 4 und 5 ergibt sich auch, daß bei dieser Ausführungsform das feste
Ende der Feder 34' unter der Mittellinie der Ebene dea Stumpfes 38' liegt, ^iese Hittellinie oder Ebene des
Stumpfes ist bei 48 angedeutet. Das freie Ende der Peder ist also unter einem Winkel geformt, um «ur Oberseite :
des blmetallieohen Elementes 32" vorzustehen, um ihre Anpaßfunktion
an den Stumpf 38*zu erfüllen.
o../ 11
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11 -
Der Verstärkungsfaktor im sich zusammenziehenden Gelenk 46
kommt von der Dreieckform in der Aufsicht9 wie sie in Pig.6
erkennbar ist» Diese im wesentlichen dreieckige Form sorgt
im Betrieb dafür, daß sich daa breite Ende 50 des Gelenkes 46·
stärker zusammenzieht als das schmale Ende 52. Dieses ungleiche Zusammenziehen des Gelenks, gekoppelt mit der Länge
des freien Endes der Feder 341 sorgt dafür, daß die Baueinheit
Maske - Rahmen in im wesentlichen axialer Richtung nach unten zum Schirm hin gezwungen wird, so daß das, was
sonst eine Dehnung der Schattenmaskenröhre wäre, in eine Abwärtsbewegung zum Schirm hin umgesetzt wird. Diese Abwärtskompensation der MaBkendehnung hält im wesentlichen die notwendige
Ausfluchtung zwischen dem Elektronenstrahl, den Öffnungen in der Schattenmaske und den elementaren Phosphorflächen
des Mosaikschirms aufrecht.
Ein vollständiges MontageBystem einer Senattenmaekeneinheit
mit drei Stümpfen 38' und drei zugehörigen Abstützungen 30'
nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist in Figo? dargestellt. Ee ist wieder eine Dreipunktaufhängung gezeigt,
selbstverständlich kann auch bei dieser Ausführungsform ein Vierpunktoyatem verwendet werden, wie es manchmal benutzt
wird.
In Figo8 ist eine weitere Ausführungsform eines Montagesystems
30" dargestellt, bei der das bimetallisohe Element 32"
in einer höheren Position auf der Wand 24" des Hahaens 22"
montiert ist. In diesem Falle ist die mit 54 bezeichnete verwendete Feder im wesentlichen geradlinig und kann deshalb
im wesentlichen längs der Ebene 48" der Stümpfe 38" montiert
werden.
Durch die Erfindung ist also eine neue unä neuartige Sohat-
1410
♦../ 12
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> t > 11
> t > 11
I S
12
tanmaskenaufhängung verfügbar gemacht worden, die unerwünschte Wärmedehnungen der Schattenmaskenelektrode im
wesentlichen in eine Abwärtsbewegung derselben umwandelt, so daß die gewtinsohte Ausfluohtung innerhalb der Röhre im
wesentlichen aufrechterhalten wird, und es ist zusätzlich der Vorteil erreicht worden, daß die gewünschte ebene Abschirmung weiterhin verwendet ΐ/erden kann.
«.·/ Ansprüohe
<ίΐ&γ*ί.Ά- , -J\*£.n--. , . rf>'i^^:r«-^-fe^is-Ar:^^^r»:j^u.HKi.,....tl-7>vg.y
Claims (1)
- Il IS 6 G 48 DAnsprüche1ο Kathodenstrahlröhre, bestehend aus einem Kolben mit einer Stirnplatte an einem Ende und einer Elektronen·» quelle am anderen Ende, einer mit Löchern versehenen Ma&.kenelektrode in der Nähe der Stirnplatte und einer Stützeinriohtung, mit der diese Elektrode lösbar montiert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützein» richtung aus einer Grundplatte aus birnetallischem Metallblech besteht, die ihrerseits aus einer oberen und einer unteren Montagesektion besteht, die durch ein sich zusammenziehendes, bewegungsverstärkendea Gelenk verbunden sind, und einer löngilohen Blattfeder, von der ein Ende mit dem Kolben und daa andere Ende mit der von der Elektrode fernen der Montagesektionen verbunden ist.2ο Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bimetallische Element aus zwei Materialien mit unterschiedlichen thermischen Dehnungakoeffizienten besteht, und daß das Material mit dem größten Bshnungskoeffizienten sich auf der Außenseite des sich zusammenziehenden, bewegungverstärkenden Gelenkes befindet»Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das sich zusammenziehende Gelenk seitlich im wesentlichen »TP-förmig ausgebildet ist«Kathodenstrahlröhre nach Anspruch I9 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere der Montagesektionen an der Elektrode befestigt ist.lit·145ο Röhre nach Anspruch 43 dadurch gekennzeichnet, daß -die Feder mit dem Kolben mittels einer öffnung in der Feder und damit zusammenwirkenden konischen Stümpfen verbunden, sind, die in den Wänden der Stirn* platte befestigt sind, und daß diese Stumpfs auf einer seitlichen Ebene um die Röhre herum angeordnet sind und alle einen gleichen Abstand von der Stirnplatte haben, wobei das Gelenk unter dieser seitlichen Ebene liegt und damit näher an der Stirnplatte als die Stümpfe.Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, 2 oder % dß~ duroh gekennzeichnet, daß die bewegungsverstärkenden Gelenke dreieckige Form haben, die untere der Hontagesektionen an der Elektrode befestigt ist, und die Grundplatte so montiert ist, daß das weite Ende des dreieokigen Gelenkes ferner von der Feder ist als das sohmale Ende.7ο Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder mit dem Kolben mittels einer öffnung in der Feder und mit diesen zusammenwirkenden konischen Stümpfen verbunden sind, die in den Wänden der Stirnplatte befestigt sind, und daß die Stümpfe auf einer seitlichen Linie um die Röhre herum angeordnet sind und alle gleichen Abstand von der Stirnplatte haben, wobei die Gelenke unter der seitlichen Linie und damit näher an der Stirnplatte als die Stümpfe angeordnet sind,,
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