DE2359844A1

DE2359844A1 - Colour TV CRT with rectangular shadow mask - has bimetal suspension elements for mask on its frame sides

Info

Publication number: DE2359844A1
Application number: DE2359844A
Authority: DE
Inventors: Hans Rothfuss
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1973-11-30
Filing date: 1973-11-30
Publication date: 1975-06-05

Abstract

The television colour cathode-ray tube has a rectangular shadow mask in a frame which abuts the peripheral edge of the screen via suspension elements, permitting under heating a shadow mask motion along the tube long axis. The suspension elements are radially secured to the mask frame, each element consisting of two bimetal members, each of two longitudinal metal strips firmly connected together at their narrow long sides. One bimetal member is coupled at one end by spot welding to the mask frame, while the other free end is overlappingly welded to the narrow side of the other bimetal member. The other end of the second member has an aperture for fastening to the face plate side wall. The suspension element fastening permits desired motion of the shadow mask.

Description

STANDARD ELEKTRIK LORENZ AG ^ O b d Ö 4 4 STANDARD ELEKTRIK LORENZ AG ^ O bd Ö 4 4

StuttgartStuttgart

H.Rothfuss - 5 H. Rothfuss - 5th

FarbfernsehbildröhreColor television tube

Die Erfindung bezieht sich auf eine Farbfernsehbildröhre, die aus einer Schirmwanne mit dem im wesentlichen rechteckigen Bildschirm, einem Konus und einem Hals besteht, und bei der innen vor der Leuchtschicht des Bildschirmes eine im wesentlichen rechteckige Farbauswahlelektrode, bestehend aus Lochmaske und Maskenrahmen, so angebracht ist, daß sie sich mittels Aufhängeelementen am umlaufenden Rande des Bildschirmes abstützt und bei Erwärmung eine Bewegung in der Längsachse der Röhre ausführt, damit die Elektronenstrahlen an die richtigen Phosphorpunkte der Leuchtschicht gelangen«,The invention relates to a color television picture tube, which consists of a screen trough with the substantially rectangular Screen, a cone and a neck, and in the case of the inside in front of the luminous layer of the screen one essentially Rectangular color selection electrode, consisting of a shadow mask and mask frame, is attached in such a way that it can be suspended by means of suspension elements supported on the circumferential edge of the screen and, when heated, a movement in the longitudinal axis of the tube executes so that the electron beams reach the correct phosphor points on the luminescent layer «,

Aus den Veröffentlichungen (DT-OS 1· 92? 9ββ, DT-OS 1 9o2 538) ist bekannt, daß sich bei Inbetriebnahme der Röhre die Farbauswahlelektrode thermisch ausdehnte was bewirkt, daß der Elektronenstrahl die Phosphorpunkte nicht genau trifft„ Man hat erkannt, daß die Farbauswahlelektrode in der Längsachse der Röhre auf den Schirm zu bewegt werden muß, damit der Elektronenstrahl wieder die Phosphorpunkte trifft» Dies wird in den zwei genannten Veröffentlichungen mit Hilfe von Aufhängeelementen, die selbst oder bei denen Teile von ihnen aus einem Bimetallstreifen bestehen^ erreicht, welche sich bei Erwärmung ausdehnen und krümmen, so daß sich die Färbauswählelektrode auf den Bildschirm zu bewegte In der DT-OS 1 927 9ββ wird darauf hingewiesen^ daß bei derartigen Aufhängeelementen die Gefahr besteht _s daß sich die Lochmaske in einer ^u der Röhrenaohse senkrechten Eben© versehiefot„From the publications (DT-OS 1 · 92? 9ββ, DT-OS 1 902 538) it is known that when the tube is put into operation, the color selection electrode expands thermally, which means that the electron beam does not hit the phosphor points exactly the color selection electrode must be moved in the longitudinal axis of the tube towards the screen so that the electron beam hits the phosphor points again. In the two publications mentioned, this is achieved with the aid of suspension elements, which themselves or parts of which consist of a bimetal strip, which expand when heated, and bend, so that the Färbauswählelektrode on the screen to move in the DT-OS 1927 9ββ is noted ^ that when such suspension members there is a risk _s that the shadow mask in a ^ to u of Röhrenaohse vertical plane © versehiefot "

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Bg/K5
Bg / K

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Dieser Gefahr wird in der Veröffentlichung entgegengewirkt, indem man den Ausdehnungskoeffizienten der Aufhängeelemente ihrer Lage auf dem Maskenrahmen entsprechend anpaßt, und indem man den Stützpunkt der Aufhängeelemente am Haltenocken auf einer zu der Schweißnaht des Bimetalls senkrechten Linie in verschiedenen Abständen von der Schweißnaht anordnet. Durch diese Anordnung wird zwar das unerwünschte Verdrehen oder Verkanten der Farbauswahlelektrode vermieden, sie erfordert aber für die Aufhängung unterschiedliche Aufhängeelemente und aufwendige Fertigungsmethoden.This risk is counteracted in the publication by changing the expansion coefficient of the suspension elements adjusts their position on the mask frame accordingly, and by moving the support point of the suspension elements on the retaining cam arranged on a line perpendicular to the weld seam of the bimetal at different distances from the weld seam. Although this arrangement avoids the undesired twisting or tilting of the color selection electrode, it is required but different suspension elements and complex manufacturing methods for the suspension.

Mathematische und empirische Untersuchungen haben inzwischen gezeigt, daß die Lochmaske wegen ihrer relativ geringen Transparenz sich sehr schnell erwärmt, während der Maskenrahmen wegen seiner großen Masse doch eine längere Zeit braucht, um seine Betriebstemperatur zu erhalten. In dieser Zeit wölbt sich die Lochmaske wegen der größeren Wärme ausdehnung in Richtung des Bildschirms aus. Diese Wölbung bewirkt, daß die Elektronenstrahlen nicht mehr exakt auf die Phosphorpunkte der Leuchtschicht treffen. Um auch in diesem" Betriebszustand eine farbechte Bildwiedergabe zu erhalten, muß die Lochmaske vom Bildschirm weg in Richtung der Längsachse der Röhre bewegt werden. Mathematical and empirical studies have now shown that the shadow mask because of its relatively low transparency heats up very quickly, while the mask frame takes a long time because of its large mass to maintain its operating temperature. During this time, the shadow mask bulges in the direction of the greater thermal expansion of the screen. This curvature has the effect that the electron beams are no longer exactly on the phosphor points of the Hit luminescent layer. In order to obtain true-color image reproduction in this "operating state", the perforated mask from Screen can be moved away in the direction of the longitudinal axis of the tube.

Erst wenn Lochmaske und Maskenrahmen annähernd die gleiche Temperatur erreicht haben, sollte die notwendige schon bekannte Bewegung der Lochmaske auf den Bildschirm zu erfolgen„Only when the shadow mask and mask frame are approximately the same temperature have achieved, the necessary, already known movement of the shadow mask should take place on the screen "

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Aufhängeelement zu entwickeln, mit dessen Hilfe die Farbauswahlelektrode bei Inbetriebnahme der Farbfernsehbildröhre zunächst vom Bildschirm entfernt und anschließend auf ihn zu bewegt wird.The invention is therefore based on the object of a suspension element to develop, with the help of which the color selection electrode when starting up the color television picture tube initially from the screen removed and then moved towards him.

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Aufhängeelemente im wesentlichen in Richtung des Rahmenumfanges an den Seiten des Maskenrahmens der Farbauswahlelektrode befestigt sind, daß jedes Aufhängeelement aus 2 Bimetallgliedern besteht, daß jedes Bimetallglied in an sich bekannter Weise aus 2 länglichen, an ihren schmalen Längsseiten fest miteinander verbundenen Metallstreifen mit verschiedenen Wärmeausdehnungskoeffizienten besteht, daß das eine Bimetallglied am einen Ende durch Schweißpunkte mit dem Maskenrahmen verbunden ist, daß an seinem anderen, freistehenden Ende an der Schmalseite das andere Bimetallglied mit seiner Schmalseite durch 2 Schweißpunkte oder eine Schweißnaht überlappend angebracht ist, daß sich an dessen anderem Ende eine Öffnung zur Befestigung des Aufhängeelementes an der Schirmwanne befindet, daß die beiden Bimetallglieder so aneinander befestigt sind, daß sich jeweils der Metallstreifen mit dem kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten des einen Bimetallgliedes an den Metallstreifen mit dem größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten des anderen Bimetallgliedes anschließt, das das Aufhängeelement so an Schirmwanne und Maskenrahmen befestigt ist, daß es bei Inbetriebnahme der Farbfernsehbildröhre die Farbauswahlelektrode zuerst vom Bildschirm entfernt und dann auf ihn zu bewegt.The object is achieved according to the invention in that the suspension elements attached substantially in the direction of the frame circumference on the sides of the mask frame of the color selection electrode are that each suspension element consists of 2 bimetal members, that each bimetal member in a known manner 2 elongated metal strips firmly connected to one another on their narrow long sides with different coefficients of thermal expansion consists that the one bimetal member is connected at one end by welding points to the mask frame that on its other, free-standing end on the narrow side, the other bimetal link with its narrow side by 2 welding points or a weld seam is attached overlapping that at the other end there is an opening for attaching the suspension element is located on the screen trough that the two bimetal members are attached to each other that each of the metal strips with the smaller coefficient of thermal expansion of the one bimetal member to the metal strip with the greater coefficient of thermal expansion of the other bimetallic link, which attaches the suspension element to the umbrella trough and mask frame is that when the color television picture tube is put into operation, the color selection electrode is first removed from the screen and then moved towards him.

Bei Verwendung der Aufhängeelemente nach der Erfindung wird die Farbreinheit des Fernsehbildes verbessert.When using the suspension elements according to the invention, the color purity of the television picture is improved.

Weitere Einzelheiten der Erfindung können der folgenden Beschreibung der Figuren entnommen werden. Es zeigen:Further details of the invention can be found in the following description can be taken from the figures. Show it:

Fig· Γ die zur Kompensierung der Wärmedehnung erforderlichen Verschiebungen der Orte auf der Lochmaske gegenüber ihrer Lage vor Inbetriebnahme der Bildröhre in Abhängigkeit von ihrem Abstand vom Lochmaskenmittelpunkt,Fig · Γ those required to compensate for thermal expansion Displacements of the locations on the shadow mask as a function of their position before the picture tube was put into operation their distance from the center of the shadow mask,

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Pig. 2 die Charakteristik eines Aufhängeelementes nach der Erfindung,Pig. 2 the characteristics of a suspension element according to Invention,

Fig. 3 ein Aufhängeelement nach der Erfindung undFig. 3 shows a suspension element according to the invention and

Fig. 4 und 5 weitere Ausführungsformen des Aufhängeelementes.4 and 5 further embodiments of the suspension element.

In Fig. 1 sind die theoretisch und experimentell ermittelten Verschiebungen der Orte auf der Lochmaske qualitativ dargestellt, die erforderlich sind, um die Wärmeausdehnung der Lochmaske zu kompensieren. Dabei bedeuten: Ay = O den Zustand vor Inbetriebnahme der Bildröhre +Ay die Verschiebung zum Bildschirm hin, -Ay die Verschiebung vom Bildschirm weg, χ den radialen Abstand der Orte auf der Lochmaske vom Maskenmittelpunkt aus gemessen. Die Kurve 1 zeigt die erforderlichen Verschiebungen Io Minuten nach Inbetriebnahme der Bildröhre, die Kurve 2 diejenigen nach 6o Minuten.In Fig. 1, the theoretically and experimentally determined displacements of the locations on the shadow mask are shown qualitatively, which are required to compensate for the thermal expansion of the shadow mask. The following mean: Ay = O the state before starting up the picture tube + Ay the shift towards the screen, -Ay the shift away from the screen, χ the radial distance of the locations on the shadow mask from the center of the mask measured. Curve 1 shows the required displacements Io minutes after the picture tube has been put into operation, curve 2 those after 60 minutes.

In Fig. 2 zeigt die Kurve J qualitativ die Biegecharakteristik des Aufhängeelementes nach der Erfindung. Dabei ist t die Zeit und t = O der Zeitpunkt der Inbetriebnahme der Bildröhre, +y bedeutet, daß das Aufhängeelement die Farbauswahlelektrode zum Bildschirm hin bewegt, -y bedeutet, daß das Aufhängeelement die Farbauswahlelektrode vom Bildschirm weg bewegt.In Fig. 2, curve J qualitatively shows the bending characteristic of the suspension element according to the invention. Here t is the time and t = O the point in time when the picture tube was put into operation, + y means that the suspension element moves the color selection electrode towards the screen, -y means that the suspension element moves the Color selection electrode moved away from the screen.

In Fig. J5 ist eine Ausführungsform des Aufhängeelementes nach der Erfindung dargestellt. Es ist aus zwei Bimetallgliedern zusammengesetzt, die jeweils aus zwei an ihren schmalen Längsseiten fest miteinander verbundenen Metallstreifen bestehen. Die Biegung bei Erwärmung erfolgt jeweils in der Ebene der größten Oberfläche um die Achse, um die das Bimetallglied das größte Widerstandsmoment besitzt.In Fig. J5 is an embodiment of the suspension element according to of the invention shown. It is composed of two bimetallic links, each of which has two on its narrow long sides consist of firmly interconnected metal strips. The bend when heated occurs in the plane of the largest surface around the axis around which the bimetal member has the greatest moment of resistance.

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Ein Bimetallglied, bestehend aus den Metallstreifen 4 und 5, ist mit Hilfe der Schweißpunkte 8, 9 und Io in Längsrichtung am Maskenrahmen der Farbauswahlelektrode befestigt. Der Wärmeausdehnungskoeffizient (A des Metallstreifens 4 ist kleiner als derjenige^ des Metallstreifens 5". Am freistehenden Ende dieses Bimetallgliedes ist ein zweites mit Hilfe der Schweißpunkte 11 und 12 oder der Schweißnaht 15 befestigt. Es besteht aus dem Metallstreifen 6 mit dem Wärmeausdehnungskoeffizienten oCg sowie dem Metallstreifen 7 mit dem Wärmeausdehnungskoef fizientenpCr* dabei istqC^>Qd₇* Am freistehenden Ende des Metallstreifens 6 befindet sich eine öffnung 14, mit deren Hilfe das Aufhängeelement lösbar an einem in der Schirmwanne eingelassenen Metallstift aufgehängt wird.A bimetal member, consisting of the metal strips 4 and 5, is fastened in the longitudinal direction to the mask frame of the color selection electrode with the aid of the welding points 8, 9 and Io. The coefficient of thermal expansion (A of the metal strip 4 is smaller than that of the metal strip 5 ". At the free-standing end of this bimetal link, a second one is attached with the aid of weld points 11 and 12 or the weld seam 15. It consists of the metal strip 6 with the coefficient of thermal expansion oCg and the Metal strip 7 with the coefficient of thermal expansion pCr * where qC ^ > Qd ₇ * At the free end of the metal strip 6 there is an opening 14, with the aid of which the suspension element is releasably suspended from a metal pin embedded in the screen trough.

Bei Inbetriebnahme der Bildröhre erwärmt sich zunächst, zusammen mit dem Maskenrahmen der Farbauswahlelektrode, das aus den Metallstreifen 4 und 5 bestehende Bimetallglied, und zwar hauptsächlich durch den Wärmeübergang an den Schweißpunkten 8, 9 und Io. Ebenfalls in erster Linie durch Wärmeübergang an den Schweißpunkten 11 und 12 bzw. der Schweißnaht 1J5 erwärmt sich allmählich auch das aus den Metallstreifen 6 und 7 bestehende Bimetallglied. Die infolge der Erwärmung entstehende Biegung der Bimetallglieder kann durch geeignete Ausgestaltung ihrer Verbindungsstelle, wie anhand der Ausführungsbeispiele in Fig. 4 und 5 dargestellt ist, durch geeignete Wahl der Metalle der Bimetallglieder bezüglich ihrer Wärmeausdehnungskoeffizienten und/oder durch entsprechende Wahl der Längen der Metellstreifen so beeinflußt werden, daß die gewünschte Ausbiegung erreicht wird.When the picture tube is put into operation, first of all, together with the mask frame of the color selection electrode, that from the Metal strips 4 and 5 existing bimetallic link, mainly through the heat transfer at the welding points 8, 9 and Io. Also heated primarily by heat transfer at weld points 11 and 12 or weld seam 1J5 The one consisting of the metal strips 6 and 7 also gradually changes Bimetal link. The bending of the bimetallic elements resulting from the heating can be achieved by suitable design their connection point, as is shown with reference to the exemplary embodiments in FIGS. 4 and 5, through a suitable choice of metals of the bimetal members with regard to their coefficient of thermal expansion and / or by appropriate choice of the lengths of the metal strips can be influenced in such a way that the desired deflection is achieved.

Da das Aufhängeelement mit Hilfe der öffnung 14 an einem Stift an der Seitenwand der Schirmwanne befestigt ist und um diesen Punkt nur eine Drehung ausführen kann, bewirkt die ErwärmungSince the suspension element is attached to a pin with the aid of the opening 14 is attached to the side wall of the screen trough and can only turn around this point, causes the heating

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und daraus resultierende Biegung des aus den Metallstreifen 4 und 5 bestehenden Bimetallgliedes eine Verschiebung der Farbauswahlelektrode in Richtung des Pfeiles 15. Bei der anschliessenden Erwärmung des anderen Bimetallgliedes wird die Farbauswahlelektrode dann in Richtung des Pfeiles 16 verschoben, da die beiden Bimetallglieder aufgrund ihres Zusammenbaus gegensinnig wirken. Das Aufhängeelement ist so am Maskenrahmen bzw. an der Schirmwanne befestigt, daß die Farbauswahlelektrode bei Erwärmung zunächst vom Bildschirm weg bewegt wird.and resulting bending of the bimetallic member consisting of the metal strips 4 and 5, a displacement of the color selection electrode in the direction of arrow 15. During the subsequent heating of the other bimetal element, the color selection electrode then moved in the direction of arrow 16, since the two bimetal members are in opposite directions due to their assembly works. The suspension element is attached to the mask frame or to the screen trough in such a way that the color selection electrode is at Heating is first moved away from the screen.

Da die Verschiebung der Farbauswahlelektrode auf den Bildschirm zu die größere sein muß, verwendet man für das aus den Metallstreifen 6 und 7 bestehende Bimetallglied entweder längere Metallstreifen oder Metalle mit größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten gegenüber den entsprechenden Metallstreifen des anderen Bimetallgliedes.Since the shift of the color selection electrode on the screen must be the larger, one uses the metal strip for the one 6 and 7 existing bimetal link either longer metal strips or metals with larger coefficients of thermal expansion compared to the corresponding metal strips of the other bimetal link.

2 Patentansprüche2 claims

2 Bl. Zeichnungen, 5 Figuren2 sheets of drawings, 5 figures

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Claims

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Patentansprüche;Claims;

Farbfernsehbildröhre, die aus einer Schirmwanne mit dem im wesentlichen rechteckigen Bildschirm, einem Konus und einem Hals besteht, und bei der innen vor der Leuchtschicht des Bildschirms eine im wesentlichen rechteckige Farbauswahlelektrode., bestehend aus Lochmaske und Maskenrahmen, so angebracht ist, daß sie sich mittels Aufhängeelementen am umlaufenden Rande des Bildschirms abstützt und bei Erwärmung eine Bewegung in der Längsachse der Röhre ausführt, damit die Elektronenstrahlen an' die richtigen Phosphorpunkte der Leuchtschicht gelangen, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufhängeelemente im wesentlichen in Richtung des Rahmenumfanges an den Seiten des Maskenrahmens der Farbauswahlelektrode befestigt sind, daß jedes Aufhängeelement aus .2 Bimetallgliedern besteht, daß jedes Bimetallglied in an sich bekannter Weise aus 2 länglichen, an ihren schmalen Längsseiten fest miteinander verbundenen Metallstreifen (4, 5 bzw. 6, 7) mit verschiedenen Värmeausdehnungskoeffizienten besteht, daß das eine Bimetallglied (4, 5) am einen Ende durch Schweißpunkte (8, 9, Io) mit dem Maskenrahmen verbunden ist, daß an seinem anderen, freistehenden Ende an der Schmalseite das andere Bimetallglied (6, 7) mit seiner Schmalseite durch 2 Schweißpunkte (11, 12) oder eine Schweißnaht (13) überlappend angebracht ist, daß sich an dessen anderem Ende eine öffnung (14) zur Befestigung des Aufhängeelementes an der Seitenwand der Schirmwanne befindet, daß die beiden Bimetallglieder so aneinander befestigt sind, daß sich jeweils der Metallstreifen mit dem kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten des einen Bimetallgliedes an den Metallstreifen mit dem größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten des anderen. Bimetall-Color television picture tube, which consists of a screen trough with the substantially rectangular screen, a cone and a neck, and in the inside in front of the luminous layer of the screen a substantially rectangular color selection electrode Suspension elements supported on the circumferential edge of the screen and, when heated, executes a movement in the longitudinal axis of the tube so that the electron beams reach the correct phosphor points of the luminous layer, characterized in that the suspension elements essentially in the direction of the frame circumference on the sides of the mask frame of the color selection electrode are attached that each suspension element consists of .2 bimetal members, that each bimetal member consists in a known manner of 2 elongated metal strips (4, 5 or 6, 7) firmly connected to one another on their narrow longitudinal sides with different Värmeausdehnungsko? one bimetallic link (4, 5) is connected to the mask frame at one end by welding points (8, 9, Io), that at its other, free-standing end on the narrow side, the other bimetallic link (6, 7) with its narrow side by 2 welding points (11, 12) or a weld seam (13) is attached overlapping that at the other end there is an opening (14) for fastening the suspension element to the side wall of the screen trough, that the two bimetallic members are fastened to one another in such a way that the Metal strips with the smaller coefficient of thermal expansion of one bimetal element on the metal strips with the greater coefficient of thermal expansion of the other. Bimetal

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gliedes anschließt, daß das Aufhängeelement so an Schirmwanne und Maskenrahmen befestigt ist, daß es bei Inbetriebnahme der Parbfernsehbildrohre die Farbauswahlelektrode zuerst vom Bildschirm entfernt und dann auf ihn zu bewegt.member connects that the suspension element so on screen trough and mask frame is attached so that when the color television picture tubes are put into operation, the color selection electrode comes first away from the screen and then moved towards it.

2. Aufhängeelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß die Ausbiegung des Aufhängeelementes durch geeignete Ausgestaltung der Verbindungsstelle zwischen beiden Bimetallgliedern beeinflußt wird.2. Suspension element according to claim 1, characterized «that the deflection of the suspension element is influenced by a suitable design of the connection point between the two bimetal members.