DE3325856A1 - Gitterelektrode fuer ein elektronenstrahlerzeugungssystem und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Description

US-Ser.No. 399 341

AT: 19. Juli 1982 RCA 7821O/Dr.v.B/Ro.

RCA Corporation, New York, N. Y. (V.St.A.)

Gitterelektrode für ein Elektronenstrahlerzeugungssystem und Verfahren zu ihrer Herstellung.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gitterelektrode gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Gitterelektrode.

Allgemein gesprochen betrifft die Erfindung Elektronenstrahlerzeugungssysteme, die in Elektronenstrahlröhren verschiedener Art verwendet werden können, insbesondere genutete Gitterelektroden für solche Elektronenstrahlerzeugungssysteme.

In den letzten Jahren hat man in Gitterelektroden von Elektronenstrahlerzeugungssystemen in zunehmendem Maße Nuten verwendet, um verschiedene Probleme, die mit dem Astigmatismus zusammenhängen, zu lösen. In der US-PS 3 866 081 (Hasker et al.) ist ein Einstrahlsystem beschrieben, dessen zweites Gitter eine Nut aufweist, die einer ersten Fokussierungselektrode zugewandt ist. Die Nut ist vermutlich durch Prägen oder Stanzen der zweiten Gitterelektrode gebildet, obwohl dies in der Patentschrift nicht ausdrücklich erwähnt wird. Aus der US-PS 4 234 814 (Chen et al.) ist ein Dreistrahl-Inline-Elektrodenstrahlerzeugungssystem mit für alle drei Strahlen gemeinsamen Elektroden beschrieben, bei welchen das zweite Gitter bei jeder Strahlöffnung eine Nut

aufweist, die dem ersten Gitter zugewandt ist. Bei diesem System werden die Nuten durch eine zweite durchbrochene Blendenplatte, die rechteckige öffnungen aufweist und am zweiten Gitter befestigt ist, gebildet. Aus der US-PS 4 242 613 (Brambring et al.) ist ein Dreistrahlsystem mit individuellen Elektroden bekannt, bei dem die drei ersten Gitterelektroden Nuten aufweisen. Die Nuten werden entweder durch Verwendung einer eigenen Blendenplatte, die am Gitter angebracht ist, oder durch Fräsen des Gitters gebildet. Bei zwei weiteren Ausführungsformen, die in dieser Patentschrift beschrieben sind, werden konturierte öffnungen verwendet, die durch Falzen der ersten Gitterelektrode gebildet sind. Durch die Formgebung werden in den ersten Gittern Quadrupollinsen gebildet. In der US-PS 4 251 747 (Burdick) ist ein Steuergitter (erstes Gitter) für ein Elektronenstrahlerzeugungssystem beschrieben, das eine gefräste Nut aufweist. Aus der US-PS 4 272 700 (Collins) ist ein Steuergitter für ein Elektronenstrahlerzeugungssystem bekannt, das eine gebogene Nut enthält, die in der Gitterelektrode durch eine rotierende", metallabtragende Scheibe gebildet ist.

Die oben erwähnten bekannten genuteten Gitterelektroden mögen für die jeweils vorgesehenen Zwecke brauchbar sein. Bei allen diesen Gitterelektroden mit Ausnahme der vor. Chen et al. angegebenen ist die Tiefe der Nuten jeweils auf einen Wert beschränkt, der kleiner als die Dicke des Gittermaterials ist. Bei der von Chen et al. angegebenen Gitterelektrode kann die Nuttiefe durch entsprechende Wahl der Dicke der am Gitter angebrachten durchbrochenen Platte variiert werden.

Es ist auch bereits bekannt, daß Gitternuten durch Prägen gebildet werden können. Beim Prägen ist die

Nuttiefe jedoch in der Praxis auf etwa 50% der Dicke des Basismaterials begrenzt. Generell hängt die Prägetiefe von mehreren Faktoren ab, u.a. der Art des Werkstoffes und der Konfiguration des zu prägenden Werk-Stücks. Die Konfiguration ist wichtig, da das geprägte Material genügend ausweichen können muß.

Bei neueren Elektronenstrahlerzeugungssystemkonstruktionen hat es sich als wünschenswert erwiesen, Gitterelektroden mit Nuten zu verwenden, deren Tiefe größer als die Hälfte der Dicke des betreffenden Gitters ist. Bis heute wurden solche Konfigurationen durch die von Chen et al. angegebene Technik hergestellt, nämlich durch Anbringen einer durchbrochenen Platte am Gitter. Diese Konstruktion ist jedoch verhältnismäßig teuer und kompliziert, so daß ein Bedarf für genutete Gitter, die sich wirtschaftlicher herstellen lassen, besteht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält ein Gitter für die Verwendung in einem Elektronenstrahlerzeugungssystem einen Teil, in dem sich mindestens eine gezogene längliche Vertiefung befindet. Die Tiefe der Vertiefung ist Jgrößer als die halbe Dicke des Gitterteiles. Der Boden der Vertiefung ist eben und enthält ein Loch oder eine, Öffnung.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig.j 1 eine Draufsicht auf eine genutete Gitterelektrode;

Fig.[ 2 eine Schnittansicht der Gitterelektrode gemäß Fig. 1 in einer Ebene 2-2;

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein genutetes Gitter gemäß einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung;

Fig. 4 eine Schnittansicht in einer Ebene 4-4 der Fig. 3;

Fig. 5 eine geschnittene Seitenansicht zweier Tiefziehwerkzeuge und eines zwischen diesen angeordneten Gitterrohlings;
'■-Fig. 6 eine Fig. 5 entsprechende Ansicht der Tiefziehwerkzeuge und des Gitters während des Tiefziehens des Gitters; und .

Fig. 7 eine geschnittene Seitenansicht einer tiefgezogenen und durchbrochenen Gitterelektrode gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Gitterelektrode 10 (im folgenden kurz Gitter) für ein Elektronenstrahlerzeugungssystem dargestellt. Das Gitter 10 enthält zwei klauenartige Abschnitte 12 und 14, die bei der Herstellung des vollständigen Systems in gläserne Haltestäbe eingebettet werden können. Das Gitter 10 hat ferner einen ebenen mittleren Teil 16, in dem sich zwei ij^zogene längliche Schlitze, Nuten oder Vertiefungen 18, 20 und 22 befinden. Die Mittelachsen der drei Vertiefungen 18, 20 und 22, die in der Längsrichtung der Vertiefungen verlaufen, fallen bei dem Gitter gemäß Fig. 1 zusammen, so daß die drei Vertiefungen der Länge nach auf einer Linie liegen. Der Boden 24 der Vertiefungen ist jeweils eben und weist eine in der Mitte angeordnete öffnung auf. Die drei Löcher oder öffnungen 26, 28 und 30 in den Vertiefungen 18, 20 bzw. 22 liegen auf einer Geraden. Die Tiefen der Vertiefungen

18, 20 und 22, gemessen von der Oberfläche des mittleren Teiles 16, sind wesentlich größer als die Dicke eines nicht gezogenen Stückes des Gitters 10.

In den Fig. 3 und 4 ist ein anderes Gitter dargestellt, das ebenfalls für die Verwendung in einem Elektronenstrahlerzeugungssystem bestimmt ist. Das Gitter 32 ist ähnlich wie das Gitter 10 gemäß Fig. 1 und 2 mit der Ausnahme, daß ein mittlerer Teil 34 des Gitters 32 drei gezogene längliche Vertiefungen 36, 38 und 40 aufweist, die bezüglich der Vertiefungen 18, 20 und 22 des Gitters 10 um 90° verdreht sind. Die Mittelachsen der drei Vertiefungen 36, 38 und 40, die sich in der Längsrichtung der Vertiefung erstrecken, verlaufen parallel zueinander. Der Boden der Vertiefungen 36, und 40 ist jeweils eben und enthält ein mittiges Loch oder eine öffnung 44, 46 bzw. 48.

Die Vertiefungen in den Gittern 10 und 32 bilden in den fertigen Elektronenstrahlerzeugungssystemen Nuten zum Erzeugen astigmatischer elektrostatischer Felder bei den Gitteröffnungen. Solche astigmatischen Felder werden für verschiedene Zwecke verwendet, wie in den obenerwähnten Patentschriften erläutert ist.

In den Fig. 5 und 6 ist ein zur Bildung der Gittervertiefungen geeignetes Ziehverfahren dargestellt. Fig. 5 zeigt einen ungeformten Gitterrohling 50, der zwischen zwei Ziehwerkzeugen 52 und 54 angeordnet ist.

Das obere Ziehwerkzeug 52 (Matrize) hat einen vertieften Bereich 55, der beim Ziehen des Gitterwerkstoffes einen Teil des Gitters 50 und das gegenüberliegende Gitterwerkzeug 54 (Patrize) aufnimmt, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Ein Teil des fertigen Gitters 50' enthält also eine gezogene Vertiefung 56 mit einem

flachen oder ebenen Boden 60, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Die beiden Ziehwerkzeuge 52 und 54, die auf den vertieften Boden 60 drücken, bewirken ein gewisses Prägen oder Pressen der beiden Seiten des Bodens

60. Nach dem Ziehen wird in der Mitte des Bodens 60 eine Öffnung 58 gebildet, z.B. durch Stanzen.

Der oben beschriebene Ziehprozeß kann auch in mehreren Stufen anstatt in einem einzigen Schlag durchgeführt werden. In diesem Falle können dann mehrere Paare von Ziehwerkzeugen nacheinander zum Ziehen des Gitters verwendet werden, um eine gewünschte Vertiefung zu erzeugen. Beim einstufigen Ziehen eines Gitters aus nichtrostendem Stahl dürfte ein Verhältnis von 2:1 von Tiefe der Vertiefung zur Materialdicke eine praktische Grenze darstellen. Man kann also beispielsweise in einen 0,1524 mm dickem Gitter durch Ziehen eine 0,3048mm tiefe Vertiefung herstellen. Der Boden einer derart gezogenen Gittervertiefung ist etwa 0,1016 mm dick.

Für Versuchsröhren wurden Gittermuster aus 0,2032 mm dickem Material hergestellt. Das Material wurde in einem einzigen Schritt gezogen, um etwa 0,2286 mm tiefe Vertiefungen zu bilden. Die geprägten und gestanzten Böden der Vertiefungen waren etwa 0,1016 mm dick.

Dadurch, daß man zur Bildung von schlitzförmigen Vertiefungen oder Nuten in Gitterelektroden für Elektronenstrahlerzeugungssysteme das oben beschriebene Ziehverfahren verwendet, kann man Nuttiefen erreichen, die größer als die Hälfte der Dicke des Basismaterials sind. Hierdurch wird die praktische Begrenzung von Prägeverfahren (coining) überwunden, bei denen schon zur Herstellung von Nuten mit Tiefen von etwa der halben Materialdicke extrem hohe Drücke erforderlich sind.

-ιοί Die hohen Prägedrücke haben in der Praxis außerdem einen untragbaren Verschleiß durch Werkzeugbruch zur Folge. Bei einem Ziehprozeß werden wesentlich geringere Drücke als beim Prägen, um schlitzförmige Vertiefungen oder Nuten herzustellen, die tiefer sind als sie durch Prägen erreicht werden können. Gezogene Gitterelektroden sind außerdem einstückig und haben daher wesentliche Vorteile gegenüber zweiteiligen Gittern, bei denen zwei Bauteile miteinander verschweißt werden müssen, um eine Nut der gewünschten Tiefe zu erhalten. Der Ziehprozeß erfordert außerdem weniger Arbeitszeit und ist kostengünstiger als Fräsen oder andere spanabhebende Verfahren .

Leerseite

Claims (8)

1. DU. DIETER V. BEZOLTD

   DIPL. ING. PETER SCHÜTZ

   DIPL. ING. WOLFGANG HEUSLER

   PATENTANWÄLTE

   MARIA-THERESIA-STRASST POSTFACH 66 02

   D-8OOO MUENCHEN

   ZUGELASSEN BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT

   EUROPEAN PATENT ATTORNEYS MANDATAIRES EN BREVETS EUROPCENS

   TELEFON CO89> 4706006

   TELEX 532 638

   TELEGRAMM SOMBEZ

   FAX CR Il + III (0891 2716063

   US-Ser.No. 399 AT: 19. Juli 1982

   RCA 78210/Dr.v.B/Ro.

   RCA Corporation, New York, N.Y. (V.St.A.)

   20 Gitterelektrode für ein Elektronenstrahlerzeugungssystem und Verfahren zu ihrer Herstellung.

   Patentansprüche

   '(P

   Gitterelektrode für ein Elektronenstrahlerzeugungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Teil der Gitterelektrode (10;32,'5O¹) eine gezogene längliche Vertiefung (18,20,22;36,38 ,40;56) aufweist, deren Tiefe größer als die Hälfte der Dicke des betreffenden Elektrodenteiles ist, und daß der Boden der Vertiefung eben ist und eine öffnung (26,28,30;44,46,48;58) enthält.
2. 2.) Gitterelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der besagte Teil der Gitterelektrode (10;32) drei beabstandete, in einer Reihe angeordnete, gezogene längliche Vertiefungen (18,20,22;36,38,40) aufweist; daß die Tiefe jeder Vertiefung größer als die Hälfte der Dicke des betreffenden Elektrodenteiles ist und daß der Boden (24;42) jeder Vertiefung eben ist und eine öffnung (26,28,30;44,46,48) enthält.
3. 3.) Gitterelektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittelachsen der Vertiefungen (36,38,40) sich in den Längsrichtungen der Vertiefungen erstrecken und parallel zueinander verlaufen.
4. 4.) Gitterelektrode nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Mittelachsen der Vertiefungen (18,20,22) in der Längsrichtung der Vertiefungen verlaufen und zusammenfallen.
5. 5.) Gitterelektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe jeder Vertiefung mindestens gleich der Dicke des betreffenden Elektrodenteiles ist.
6. 6.) Gitterelektrode nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden jeder Vertiefung geprägt ist.
7. 7.) Verfahren zum Herstellen einer Gitterelektrode (50¹) für ein Elektronenstrahlerzeugungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil einer ungeformten Gitterelektrode (50) geprägt oder tiefgezogen wird, um eine Vertiefung (56),

   die einen ebenen Boden (60) und eine größere Tiefe als die Hälfte der Dicke des betreffenden Teiles hat, in diesem Elektrodenteil zu bilden.
8. 8.) Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeich net durch den weiteren Verfahrensschritt, im Boden der Vertiefung eine öffnung (58) nach dem Ziehen zu bilden.