DE2324811C3 - Lochmaskenanordnung für Farbbildröhren - Google Patents

Description

bilden, daß sie einfacher und anpassungsfähiger bei wird. Eine solche Verschiebung kann verschiedene 4er Herstellung ist Diese Aufgabe wird erfindungs- Ursachen haben, insbesondere kann sie durch Verjemäß dadurch gelöst, daß ebene Endabschnitte ein- zerrung des Maskenrahmens infolge von Wärme-Inder benachbarter Rahmenteile sich übirlappen und ausdehnung und mechanischen Stoßen entstehen. Um aneinander befestigt sind und daß di?se Endabschnitte 5 die Stabilität der Maske sicherzustellen, sollten daher Jn einer zur Lochmaske etwa parallelen Ebene liegen. Verzerrungen des Maskenrahmens vermieden werden,

Durch Verwendung von vier miteinander verbünde- wenn dieser den verschiedenen Betriebsbedingungen pen Rahmenteilen, die sich in Ebenen parallel zum ausgesetzt ist.

Schirm überlappen, kann eine ideale Passung zwischen Der rechteckige Metallrahmen 24 der hier beschrie-

Maske und Rahmen erhalten werden, indem jeder io benen Ausführungsform der Erfindung hält die Ver-Rahmenteil vor seiner Verbindung mit den anderen Zerrungen während des normalen Röhrenbetriebs ge-Rahmenteilen in der parallelen Ebene richtig ausge- ring, wenn er mit der Maske 26 verbunden ist. Der richtet werden kann, um den Rahmen an die genauen Rahmen 24 besteht aus 4 symmetrischen U-förmigen Abmessungen einer bestimmten Maske anzupassen. Rahmenteilen 30, 32, 34 und 36. Der obere und Pie Herstellungskosten werden vermindert, weil der 15 untere Rahmenteil 30 und 34 sind in der Form einAbfall klein gehalten wird und weil zur Bildung der ander gleich und ähnlich den linken und rechten Maske leichteres Material verwendet werden kann. Rahmenteilen 36 und 32, die ihrerseits ebenfalls ein-

Die Erfindung wird nachstehend ar. Hand von ander gleich sind.
Zeichnungen erläutert. Wi_e j_n F i g. 3 zu sehen ist, hat jsder Rahmenteil

F i g. 1 zeigt teilweise aufgebrochen eine Farbbild- 30 einen L-förmigen Querschnitt, bestehend aus einem töhre vom Lochmaskentyp in Seitenansicht; gebogenen äußeren Schenkel, der etwa der Innenform

F i g. 2 zeigt auseinandergezogen und von vorne des Randes der Abschlußkappe 18 angepaßt ist, und die vier Seiten eines Lochmaskenrahmens; einem ebenen nach innen weisenden Schenkel 40. Ein

F i g. 3 ist ein Schnitt durch den Lochmasken- Rand 42 des zum Schirm 22 weisenden Schenkels 38 lahmen gemäß der Linie 3—3 in F i g. 2; »5 ist nach innen gebogen, um sich der gewölbten Form

F i g. 4 zeigt den zusammengesetzten Lochmasken- der Lochmaske anzupassen. In ähnlicher Weiss i; t ein rahmen von vorn; innerer Teil 44 des Sei e ikels 40 zum Strahlsystem 28

F i g. 5 ist eine Seitenansicht des Lochmasken- hin gebogen. Bogenförmige Endbereiche 46 des Schenrahmens nach F i g. 4; kels 40 überlappen sich mit ähnlich geformten tnd-

F i g. 6 zeigt den Lochmaskenrahmen der F i g. 4 30 bereichen 46 der benachbarten Rahmenteile. Voizu jsvon unten. weise ist jeder Rahmenteil mit den benachtar.en

Die in F i g. 1 dargestellte Kathodenstrahlröhre 10 Rahmenteilen durch Schweißstellen 48 verbunden, die besteht aus einem evakuierten Glaskolben 12, der an den Überlappungsbereichen 46 angebracht sind,
einen dünnen Halsteil 14, einen trichterförmigen Ein rechteckiger Miskenrahmen bietet noimaler-

Teil 16 und eine Abschlußkappe 18 mit einer gewölbten 35 weise wenig Widerstand gegenüber Torsion um die Frontplatte 20 aufweist. Die innenliegende Oberfläche Diagonalachsen. Bei dem vorliegenden Rahmen überder Frontplatte 20 ist mit einem farbigen Leuchtstoff- lappen sich jedoch die benachbarten Rahmenteile an schirm 22 bedeckt, entweder aus einem Punktmuster jeder Ecke, so daß die Rahmenfestigkeit längs der oder aus einem Linienmuster aus rot-, grün- und Diagonalen erhöht wird. Zusätzlich zu dieser Materialblau-emittierenden Leuchtstoffen. Ein rechteckiger 40 Verdopplung an den Ecken infolge der sich übernahmen 24 trägt eine dünne Lochmaske 26 innerhalb läppenden Rahmenteile trägt noch ein weiterer Umder Röhre 10 in der Nähe des Schirms, so daß jede stand zur Erhöhung der Festigkeit der aus M iske und (öffnung in der Maske eine systematische Beziehung Rahmen bestehenden Anordnung bei: Da der vorjtu einer Gruppe von Leuchtstoffzeilen oder -punkten liegende Aufbau aus 4 Stücken zusammengesetzt ist, auf dem Schirm hat. Die öffnungen in der Maske 24 45 lassen sich die Herstellungstoleranzen gering halten, können irgendeine beliebige Form haben, beispiels- wodurch man einen engen Sitz der Maske an dm weise kreisrund oder langgestreckt, je nach dem Ecken des Rahmens erhält. Diese engen Toleranzen Leuchtstoffmuster auf dem Schirm 22. sind möglich, weil jeder Rahmenteil genau in einer

Während des Betriebs der Röhre 10 sendet ein im geeigneten Spannvorrichtung gehalten werden kann, Röhrenhals 14 angeordnetes Strahlsystem 28 Elek- 50 während die Rahmenteile zusammengeschweißt wertronenstrahlen durch die Lochmaske 26 hindurch auf den. Es hat sich herausgestellt, daß der mittlere Abden Schirm 22, wodurch die Leuchtstoffpartikeln in stand zwischen der Maske und dem Rahmen wesentden Zeilen oder Punkten angeregt werden. Unter der lieh unter 0,38 mm gehalten werden kann, was der Wirkung äußerer Ablenkeinrichtungen (nicht gezeigt) mittlere Abstand zwischen einem gebogenen Rahmen tasten die Elektronenstrahlen den Schirm systema- 55 und einer Lochmaske ist.

tisch ab, so daß das gewünschte Bild gesehen werden Wegen der engen Passung zwischen den Ecken der

kann, wenn man den Schirm 22 durch die Front- Lochmaske und des Rahmens kann der beschriebene platte 20 betrachtet. Rahmen aus einem dünneren Material (etwa 0,25 bis

Bei dieser Art von Kathodenstrahlröhren muß die 0,9 mm) hergestellt werden, als es bisher zur Herstel-Lochmaske genau angeordnet sein, und ihre Lage 60 lung gebogener Rahmen verwendet wurde (etwa bezüglich des Schirms muß beibehalten werden, wenn 2,36 mm Dicke). Diese Verringerung der Masse des die Farbbildinformation auf dem Schirm getreu Rahmens bringt ebenfalls mehrere wichtige Vorteile, wiedergegeben werden sol?.. Beispielsweise kann in Beispielsweise ist die Zeit für die Wärmestabilisierung manchen Kathodenstrahlröhren eine Maskenverschie- der aus Maske und Rahmen bestehenden Anordnung . bung von nur 0,076 mm dazu führen, daß ein Elek- 65 wesentlich kleiner. Außerdem sind die Gesamttronenstrahl den Rand einer benachbarten Zeile oder herstellungskosten niedriger, weil weniger Material eines benachbarten Punktes trifft, wodurch die Rein- benötigt wird. Natürlich erleichtert ein geringeres heit des wiedergegebenen Farbbildes sehr verringert Gewicht irgendeines Teils in einer Kathodenstrahl-

röhre auch das Tragen des gesamten mit dieser Röhre bestückten Geräts.

Die nachstehende Tabelle zeigt Rahmenmaße für eine typische Röhre, bei welcher Maske und Schirm sphärisch (gewölbt sind.

Äußere Gesamtabmessung des

Kleinste Innenmaße des Rahmens 19,517	Kurzer RabiDGO- toi cm	X 27,402 cm
	97,264	Langer Rahmen- tefl cm
Äußenkrümmung des äußeren Schenkels (R)	75,771	194,304·)
Krümmung des oberen Randes dies äußeren Schenkels (R)	2,179	65,943*)
Maximal«! Breite des nach innen weisenden Schenkels	ι 2^86	1,989
Maximale Höhe des äußeret Schenkels!	1,354	3,226
Krümmung der End bereiche (R)	1,354*)

*) (S) — Krümmungsradius.

Es sind nur die Kleinstmaße der Mittelöffnung des Rahmen!; gegeben, weil diese öffnung etwas kissenfönnig ausgebildet ist, damit die Elektronenstrahlen an den Ecken der Lochmaske durch diese dringen können, am gerade Seiten auf dem Muster des Schirms zu bilden.

Vorzugsweise ist jeder Teil des Metallrahmens in den gewünschten in der Tabelle angegebenen Abmessungen ausgestanzt. Da gegenüberliegende Seiten des Rahmens gleich sind, sind zum Stanzen nur zwei verschiedene Stanzmatrizen erforderlich. Anschließend wird jeder Rahmenteil in eine vierseitige Spannvorrichtung eingesetzt, die so voreingestellt wird, daß jeder Rahmenteil in Übereinstimmung mit den Innenmaßen einer Lochmaske bezüglich aller anderes RahmeoiteSe liegt. Die Toleranz im Zwischenraum zwischen dem Rahmen raid der Maske kann innerhalb der Grenzen von +0,00 bis —0,12 nun gehalten werden. Eine Toleranz von 0,02S bis 0,05 mm ist leicht zti erreichen. Eise positive Toleranz am Rahmen kann due Streckung und möglicherweise eine Verzerrung der Maske zur Folge haben und sollte daher vermiedlen werden. Wenn jeder Rahmenteil in der richtigen Stellung ist, werden alle sich überlappenden Eckenbereiche des Rahmens an zwei Punkten geschwetftt, die einen isse Abstand von der Rahmendiagonalen haben. Anschließend wird der Rahmen 'in der Aufspannvorrichtnng gehalten, während die Maske Ober des äußeren Schenkeln des Rahmens aufgepaßt wird and nät deren Rändern 42 verschweißt wad.

Es int wichtig, daS ach die Ranmtöteik an allen Beten ausreichend weft überlappen, damit die beiden SefcweißstBflen jeweös genügend weit auseinander liegen, um eine Verdrehung an der Ecke zu verhindern. Wenn an jeder Ecke beispielsweise nur eine Schweißstelle wäre, würde diese Stelle einen Drehpunkt bilden, um welchen der Rahmen in die Form eines Parallelogramms gedreht werden könnte. Mit mindestens zwei Schweißstellen an jeder Ecke wird die Festigkeit des Rahmens gegenüber einer solchen Verzerrung jedoch stark erhöht. Es hat sich gezeigt, daß bei einer Bildröhre mit einer Diagonalen von 38,1 cm ein Abstand

ίο der beiden Schweißstellen von etwa 1,6 cm ausreicht, um dem Rahmen eine genügende Steifigkeit für den normalen Gebrauch zu geben. Ähnlich hat sich ein Schweißstellenabstand von etwa 2,54 cm als angemessen für eine 63,5-cm-Bildröhre herausgestellt.

Nach dem Zusammensetzen geben die Lochmaske und der Rahmen der gesamten Anordnung eine solche Steifigkeit, daß die Anordnung als starre Einheit angesehen werden kann. Bei den bekannten Lochmasken-Rahmen-Anordnungen betrug der mittlere

μ Zwischenraum zwischen dem Rand der Maske und dem Rahmen etwa 0,381 mm. Wegen dieses großen Zwischenraums ließ sich die geforderte Steifigkeit nur erreichen, wenn man die Dicke des für den Rahmen verwendeten Stahls oder eines anderen Materials ver-

»5 größerte. Beim bisherigen Stand der Technik waren Stahlrahmen mit einer Materialstärke von etwa 2,36 mm üblich. Wegen des engen Sitzes der Maske im Rahmen, der durch die Erfindung insbesondere an den Ecken möglich ist, läßt sich ein Rahmen mit einer Materialstärke von 0,89 mm verwenden. In Wirklichkeit sind schon Materialstärken von 0,25 mm für den Rahmen ausreichend, um einen starren Aufbau mit der Lochmaske und dem Rahmen zu bilden. Die vorstehende Beschreibung berieht sich auf eine mögliche Ausführungsform der Erfindung, d. h., es sind verschiedene Abwandlungen möglich, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise lassen sich verschiedene Querschnittsformen für den Rahmen verwenden, um verschiedenen Masken oder verschiedenen Montageverfahren Rechnung zu tragen. Auch kann die Form des Rahmens im gewissen Maß von d«T strengen Rechteckform abweichen, und aus diesem Grund ist der hier verwendete Begriff »rechteckig« so weit auszulegen, daß er die verschiedenen Rahmenformen umfaßt die für verschiedene Röhrenformen und Anwendungsarten nötip sind.

Der vorstehend beschriebene Rahmen ermöglicht eine engere Passung mit der entsprechenden Maske. Da der Rahmen aus vier Teilen hergestellt wird, kann

so er mittels einer Aufspannvorrichtung in engeren Toleranzen aufgebaut werden, um an den Ecken einen sehr festen Sitz mit der entsprechendes Maske zx bilden. Die schwächsten Punkte sowohl der recht eckigen Maske als auch des rechteckigen Rahmen!

liegen jeweils an den Ecken, und der Widerstam gegenüber Verdrehung oder Torsion dieser Strukturei um ihre diagonalen Achsen ist gering, wenn sie unge bonden getrennt liegen. Wenn die Passung zwischei Maske und Rahmen an den jeweiligen Ecken schlech

ist, dann ergeben sich beim Zusammenschweißen vo; Maske and Rahmen Spannungen, die den Rahme um seine Diagonakchscn verbiegen and 1» einer Au: wölbung der Maske führen» wodurch deren Konto verändert wird. Eine eogo Passung zwischen Rahme nrid Maske an den Eck«« h4Tt dies« Rahmenverbiegun und Maskenauswölbung gering« so daß ein fest« Rahmen-Masken-Aufbau nth leichterem Metall fi den Rahmen möglich ist Zum einen werden hier durc

die Herstellungskosten verringert und zum anderen paßt sich ein leichterer Rahmen beim Aufheizen schneller der Temperatur der Maske an, wie oben beschrieben.
Mit dem vorstehend und in den Ansprüchen ver-

wendeten Ausdruck »Lochmaske« sind beliebige Maskenformen für Kathodenstrahlröhren gemeint, die irgendwelche Durchlaßöffnungen für Elektronen haben., z. B. auch Spezialformen wie die sogenannte 5 Scb litzmaske.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1Maske und einem die Maske tragenden rechteckigen Rahmen, der aus vier miteinander verbundenen, je Patentansprüche: eine Seite des Rechteckrahmens bildenden Teilen von L-förmigem Querschnitt aufgebaut ist. α ■■h s Eine Farbbildröhre vom Lochmaskentyp enthält

1. Lochmaskenanordnung für Farbbildröhren, .a _{öbmich einen} Schirm mit Linien oder Punkten aus bestehend aus einer durchlochten Maske und einem P^. ^_{n St}rahlsystem zur Erzeugung von Elekdie Maske tragenden rechteckigen Rahmen der *£" ^_{6 um} den Schirm zum Leuchten anzuaus vier miteinander verbundenen, je eine Seitedes iron ^ ^ _{zwischeil dem} Strahlsystem und dem Rechteckrahmens bildenden Teilen von L-formi- regen^ ^ _{s£)genannte Lochmas}ke. Dk Lochgem Querschnitt aufgebaut ist, dadurch ge- ο _{dünnes MetaUblech} mit vielen Öffnungen k e η η ζ e i c h η e t, daß ebene Endabschmtte (46) mas« _e ^ ^ ^^ _{angeordnet in>} einander benachbarter Rahmenteile (32 bis 3bj sien u ^ _{Maskenöfftmngen} systematisch zu den überlappen und aneinander befestigt sind und daiJ ^_uchtstofflini_Cn oder -punkten des Schirms ausgediese Endabschnitte in einer zur Lochmaske (M)- ^ ^ _{Um diese systema}tische Ausrichtung beietwa parallelen Ebene liegen. 5 _{muß die Loch}maske in geeigneter Weise

2. Lochmaskenanordnung nach Anspruch 1, cia ^ Farbbildröhre gehaltert sein, damit die Maske durch gekennzeichnet, daß die sich überlappenden mc ^ _{der Herstellung} ^_{5 auch} während des Endabschnitte (46) der Rahmenteil (30 bis 36) sowcrn^ ^^ ^ ^ ^^ _festg_{elegten StelJung} Berührungsflächen aufweisen, die alle in einer ? _HiefZU ^_άϊοα1 ^_{3n s}i_ch übücherweise eines gemeinsamen Ebene verlaufen. rechteckigen Rahmens, der die Maske innerhalb der

3. Lochmaskenanordnung nach Anspruch 1 oder ^W"

2, dadurch gekennzeichnet, daß emander benach- κοη · Lochmaskenrahmen in bekannter

harte Rahmenteile (z. B. 30, 32) an denι Si^ι über- ™™ _{inem einzi α} Blech ausstanzt, dann hat

läppenden Berührungsflächen der Endabschnitte W«se a _Materialverlust, weil der die Rah-

(46) durch mindestens zwei getrennte Schweiß- »5 ^gj⁶" ^g _bildende Mittelteü des Blechs entfernt

stellen miteinander verbunden sind. _{ß Um diesen Ab}f_au zu vemngern, wurde

4. Lochmaskenanordnung nach emem der vor- weroen _{Verfahren entwicke}lt, bei welchem ein hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet ein Materialstreifen ausgeftanzt wird und daß die Rahmenteile (30 bis 36) aus Stahl mit einer ^^rs _s™_{n dann in} die gewünschte rechteckige Stärke von 0,25 bis 0,89 mm bestehen. 3 ™ _{den Lochmaske}nrahmen gebogen wird.

5. Lochmaskenanordnung nach einem der vor- ru _ch ^ _endgültigen Abmessungen hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, Jf^ ^_{n nicht genau} vorhersagbar, so daß daß der mittlere Abstand zwischen dem am Rah- «achtem g ^ _{schlecht aufdnander} men anliegenden Rand der Lochmaske (26) und ^Lo^c»^masKe

dem Rahmen (24) kleiner ist als 0,38 mm. 35 pass ^^ _gefundenj daß die Festigkeit der aus

6. Lochmaskenanordnung flach Ansprucn 5, aa- Rahmen bestehenden Anordnung durch gekennzeichnet, daß die Tolerant im Ab- «JgJSbar davon abhängt, wie eng die Passung stand zwischen dem Rahmen(M) und der loch- ^^^ _{und Rahmen ist}. Bei bekannten An-

stand zwischen dem Rahmen (24) und ^Si Maske und Rahmen ist. Bei bekannten An-

maske (26) im Bereich von +0,00 bis 0,127 mm ^z™™^ _{die bes}terreichte Passung zwischen

liegt . . λ _vnr Maske und Rahmen etwa bei 0,38 mm, welches der

7. Lochmaskenanordnung nach einem der vor- JJasw una _hen ^ _{Maske und dem} hergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet mittlre ad ^^ _{passungsmaß bedingte} daßdieimwesentüchenparaUelzurLochmaskei^) «J™ J¹^ _{keit oder} Steifigkeit läßt sich zwar verlaufenden Schenkel (40) des L-formigen Profils Y^^^g _dickeren Materials ausgleichen, der Rahmenteile koplanar sind und daß die im 45 durch verwe s ^^ _{dje HersteUungskosten}. wesentlichen senkrecht zur Lochmaske hegenden jedoch stage■ _{des Rahmens leichteres Ma}. Schenkel (38) sich in einer gemeinsamen Richtung Urnju^me n^ ^ ^ _{und somit di(}. _Produk.

erstrecken. . tionskosten zu senken, ist daher eine verbesserte

8. Lochmaskenanordnung nach einem der vor- {J™^^ _{Maske U}nd Rahmen erwünscht, hergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet^ So ^Ρ^^η^;^ς _η^_{η läßt sich eng}er an die Lochdaß sich zumindest ein TeU des Endabschnitts (46) Em Maskenra .^ ^ ^. ^ ^ eines jeden Rahmenteils in die Längsrichtung des ^ffl^g_n^_{dnun der ein}gangs beschriebenen Art benachbarten Rahmenteils erstreckt. " mehreren Teilen zusammensetzt. Eine solche aus

55 d<r USA.-Patentschrift 3516147 bekannte Lochmaskenanordnung enthält als Rahmenteile vier L-Profüe die an den Ecken des Rahmens aneinanderstoßen und dort über gesonderte Verbindungsstücke miteinander verschweißt sind. Die mit dieser Konstruk-6o tion erreichte Passung zwischen Maske und Rahmen

ist jedoch begrenzt durch die Genauigkeit der Stanzoder Walzvorgänge bei dem jeweils angewendeten Verfahren. Außerdem ist diese Konstruktion wegen der Notwendigkeit gesonderter Verbindungsstucke, 6₅ die ihrerseits wieder den L-Profilen der Rahmenteil angepaßt sein müssen, relativ kompliziert, cc ist die Aufgabe der Erfindung, eine Lochmasken-