DE933404C - Kathodenstrahlroehre mit Metallkolben und Verfahren zur Herstellung der Roehre - Google Patents

Description

AUSGEGEBEN AM 22. SEPTEMBER 1955

E 5902 VIII c j 21g

(Großbritannien)

Die Erfindung betrifft eine Kathodenstrahlröhre mit einem Metallkolben, an den ein Rand angesetzt ist, der sowohl etwa radial als auch etwa axial verlaufende Auflageflächen für den eingeschmolzenen, aus Glas bestehenden Kolbenboden aufweist, insbesondereBildröhre fürFernsehempfangszwecke.

Bei diesen Röhren sind Glas und Metall so gewählt, daß das Metall einen höheren Ausdehnungskoeffizienten als das Glas hat. Wenn sich nun die Anordnung nach dem Verschluß abkühlt, wird das Glas durch den angesetzten Metallrand unter Druck gesetzt. Während des Abkühleris wird der die Umhüllung der Röhre bildende Metallkörper nicht gehalten und ist in der Lage, auf einen größeren Umfang zusammenzuschrumpfen als der an ihn angesetzte Rand, so daß der Druck ausreicht, um die Peripherie des Randes in eine Richtung abzubiegen, die von der Glasplatte weg verläuft. Wenn der angesetzte Rand nicht eine genügende Widerstandskraft besitzt um diese Drücke aufzunehmen, wird er abgebogen und nimmt damit das Glas der Glasplatte mit, so daß dieses Glas dazu neigt, zu zerspringen.

Bei Röhren, die einen Bildschirm in der Größe von beispielsweise 40 cm oder mehr im Durchmesser haben, ist es wünschenswert, die Wandstärke der Röhre mit Rücksicht auf die Kosten und das Gewicht so klein wie möglich zu machen

und dem Kolben nur eine mit Rücksicht auf die Vakuumbedingungen erforderliche Wandstärke zu geben. Wenn nun ein solcher Kolben mit einer derart dünnen Wandstärke hergestellt "wird, so dürfte der angesetzte Rand nicht die genügende Wider-■ ■ Standsfähigkeit- besitzen, um den oben erläuterten - Drücken .standzuhalten, die auf ihn einwirken, wenn der Glasschirm aufgesetzt wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ίο eine Kathodenstrahlröhre anzugeben, bei der die obenerwähnten Schwierigkeiten vermindert sind. Das wird nun dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß zur mechanischen Verstärkung des die Auflageflächen für den Kolbenboden erzeugenden Randes ein Metallband vorgesehen ist, das um den Rand gespannt ist. ■

Es ist zur Ausübung des vorliegenden Verfahrens eine Kathodenstrahlröhre vorgesehen, von der ein Teil des Kolbens aus Metall besteht und bei der dieser metallische Teil in einen Randteil übergeht, der als Sitz für eine im Hitzeprozeß eingesetzte Glasplatte dient. Dank der Differenz in dem Ausdehnungskoeffizienten des Metalls und des Glases bewirkt der metallische Körperteil während seiner Abkühlung, daß der an ihn angesetzte Rand sich vom Glas wegbiegt. Es sind nun Befestigungsmittel vorgesehen, die den Rand umgeben und die dafür Sorge tragen, daß die Neigung des Randes, sich während der Abkühlung vom Glas wegzubewegen, reduziert wird.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung, bei der von einer Glasplatte ausgegangen wird, die einen kleineren Ausdehnungskoeffizienten als das Metall, das für den Kolben benutzt wird, aufweist, wird ein Verstärkungsmittel für den Randteil des Kolbens verwendet, das aus einem Metall besteht, das ungefähr denselben Wärmeausdehnungskoeffizienten besitzt wie das Metall, aus dem der Rand gebildet ist.

Um den Gegenstand der Erfindung besser zu verstehen, sind in der Zeichnung verschiedene Ausführungsformen dargestellt, die im folgenden erläutert werden sollen.

Fig. ι stellt einen Schnitt durch eine Kathodenstrahlröhre mit Metallkolben dar, von.der die Erfindung ausgeht;

Fig. 2 zeigt teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt eine Röhre gemäß Fig. 1, jedoch mit Verstärkungsmitteln versehen; auch in Fig. 3 ist teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt eine abgeänderte Ausführungsform für die Verstärkungsmittel dargestellt.

Um den Zweck der Erfindung besser erläutern zu können, sei auf die in Fig. 1 dargestellte, mit einem Metallkolben versehene Kathodenstrahlröhre verwiesen, die mit einem Beobachtungsschirm von 53 cm im Durchmesser versehen ist. Der als Kegelstumpf ausgebildete Teil 1 des Kolbens .ist durch Ziehen aus einer Chrom-Eisen-Scheibe hergestellt, und zwar derart, daß der Kegelstumpf an seinem offenen Ende in einen Rand 2 übergeht. Der Rand besteht aus einem nach außen gerichteten, kreisförmigen Teil· 3, der etwa normal zur Achse des Körpers 1 verlaufen kann, der aber auch so ausgebildet sein kann, daß er einen Winkel mit dieser Achse einschließt, der weniger als 90⁰ beträgt. Dieser kreisförmige Teil 3 endet in einem kreisförmigen Flansch 4, dessen Rand etwa parallel zur Achse verläuft. Der kreisförmige Teil 4 und der Flansch 3 bilden einen Sitz für die den Abschluß 5 der Röhre bildende Glasplatte. Nach dem Ziehprozeß beträgt die Wandstärke des ganzen Randes 2 3,2 mm, und die Wandstärke des Körpers 1 geht _ von 3,2 mm am Rand 2 auf 1,6 mm am anderen Ende des Körpers über. Ein aus Glas bestehender Hals 6 ist an das dünnere Ende des Körpers 1 angesetzt, und in diesem Gehäuse ist dann das Strahlerzeugungssystem der Röhre angeordnet.

Der Kolbenboden 5 ist von linsenförmiger Gestalt und aus TafeHensterglas hergestellt, welches einen geringeren Ausdehnungskoeffizienten hat als die Chrom-Eisen-Legierung; der Kolbenboden ist dann unter Zuführung von Wärme an den Rand 2 angeschmolzen.

Nach dem Anschmelzen der Platte 5 an den Rand 2 wird die Röhre getempert und dann auf Raumtemperatur gebracht. Da das Metall, das die Umhüllende 1 bildet, einen größeren Ausdehnungskoeffizienten besitzt als die Platte 5, wird das Glas durch den Flansch 4 des Einschmelzrandes 2 unter Druck gesetzt. Wenn auf den kegelstumpfförmig ausgebildeten -Teil 1 keine "zusätzlichen Befestigungsmittel einwirken, wird sich dieser Teil 1 auf einen größeren Umfang zusammenziehen als der Einschmelzrand 2. Das Ergebnis würde sein, daß die beim Abkühlen auftretenden Kräfte auf den Rand 2 und den Kolbenboden einwirken und dadurch bewirken, daß der kreisförmige Rand 4 nach auswärts gebogen wird. Eine solche Bewegung des Randes würde zu einer Zerstörung des Glases an der Einschmelzstelle führen. _e

Versuche haben gezeigt, daß der aus Glas bestehende Kolbenboden bei einer solchen Röhre mit einem metallischen Kolben und einem dünnen Einschmelzrand 2, wie er oben beschrieben wurde, nicht immer schon unmittelbar nach der Abkühlung auf Raumtemperatur zerstört wird. In einigen Fällen ist eine solche Zerstörung auch nach mehreren Tagen nicht eingetreten, wenn die Röhre nicht einer besonderen Beanspruchung, "wie sie durch die Evakuierung hervorgerufen wird, ausgesetzt ist. Gemäß dem vorliegenden Verfahren sind auf den Einschmelzrand 2 Venstärkungsmittel aufgesetzt, um die Kräfte auszugleichen, die auf den kreis- -förmigen Teil 4 einwirken, nachdem die Glas- "5 scheibe 5 eingeschmolzen ist. Diese Verstärkungsmittel können entsprechend Fig. 2 aus einem geteilten Ring 7 bestehen, der eng anliegend über die Teile 3 und 4 des Einschmelzrandes 2 gezogen ist. Dieser geteilte Ring 7 ist an seinen Enden mit hervorstehenden Ansätzen 8 versehen. Nach dem Überziehen'über den Rand 2 ist er mit Schraubenbolzen 9 zusammengezogen. Er übt damit auf den Rand 2 einen gleich großenGegendruck aus und bewirkt gleichzeitig eine Versteifung des Randes. Dieser Ring 7 besteht vorzugsweise aus 2,4 mm

starkem Chrom-Eisen-Blech derselben Zusammensetzung wie sie der Rand 2 besitzt, so daß während des Herstellungsprozesses der Röhre, z. B. dann, wenn die Röhre während des Evakuierungsprozesses ausgeheizt wird, die Spannung, die auf den Rand 2 ausgeübt wird, konstant bleibt. Wenn diese Verstärkungsmittel aus einem getrennten Glied bestehen, wie oben beschrieben wurde, so werden sie zweckmäßig zunächst auf die Temperatur des Körpers ι der Röhre aufgeheizt und dann auf den Rand 2, sobald es zweckmäßig ist, nach dem Einschmelzen des Kolbenbodens 5 aufgesetzt; es empfiehlt sich, insbesondere die Verstärkungsmittel unmittelbar vor dem Einsetzen des Röhrenkolbens in den Temperofen anzubringen.

Nach einer in Fig. 3 dargestellten anderen Ausführungsform der vorliegenden Bauart bestehen die Verstärkungsmittel 10 aus einem einfachen geteilten Ring, der lediglich den Teil 4 des Randes 2 umgibt. Die beiden Enden dieses Ringes werden mit Hilfe eines Schraubenbolzens 11 zusammengehalten.

Bei den in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispielen der Verstärkungsmittel sind lediglich die Mittel 9 oder 11 zum Spannen der Ringe 7 oder 10 am Rand 2 einmalig vorgesehen. Bs soll jedoch darauf hingewiesen werden, daß die Ringe 7 oder 10 aus einer Mehrzahl von Teilen, z. B. aus vier Teilen, bestehen können. Diese einzelnen Abschnitte werden dann durch eine entsprechende Anzahl von Schraubenbolzen zusammengehalten, um auf diese Weise eine kreisförmige Klammer zu bilden.

Obgleich angenommen wurde, daß der Rand 2 derartiger Röhren mit Verstärkungsmitteln versehen wird, die mit der Röhre ständig verbunden bleiben, so hat sich doch herausgestellt, daß diese Verstärkungsmittel für eine kurze Zeitdauer, während der sich die Röhre auf Raumtemperatur befindet, entfernt werden können, ohne eine Zerstörung der Röhre befürchten zu müssen. Man hat dadurch die Möglichkeit, die zunächst aufgebrachte Klammer durch eine andere zu ersetzen. Nach Beendigung des Herstellungsprozesses wird die Röhre nicht mehr auf hohe Temperaturen gebracht, und es ist daher möglich, die teueren, aus einer Chrom-Eisen-Legierung bestehenden Klammern durch solche, die aus einem billigeren Material, z. B. aus Flußstahl, hergestellt sind, 'zu ersetzen.

Es hat sich als zweckmäßig herausgestellt, eine mehrfach geteilte Klammer von relativ massiver Bauart während des Fabrikationsvorgangs der Röhre zu verwenden und anschließend diese Klammer durch eine Klammer leichterer Bauart, die aus Chrom-Eisen oder Flußstahl besteht, zu ersetzen. Die Klammern leichterer Bauart können zweckmäßig einen Teil der Befestigung dieser Röhren in dem Gehäuse bilden. Eine solche Befestigung kann beispielsweise mit der Maske erfolgen, die in Geräten angewendet wird, um einen rechteckigen Bildausschnitt des Bildschirmes herzustellen. Diese Maske nimmt die Verstärkungsklammer, wie sie in Fig. 2¹ oder 3 beschrieben ist, auf.

Nach einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung kann die Verstärkungsklammer die Form eines Ringes haben, der aus demselben Material wie der Rand 2 hergestellt ist. Dieser Ring kann auf dem Rand 2 durch. Schweißung befestigt werden. Dieses muß nach dem Ziehen des Röhrenkolbens, jedoch vor dem Einschmelzen der Glasplatte 5 erfolgen, so daß der Ring einen Teil der Röhre bildet.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Kathodenstrahlröhre mit einem Metallkolben, an den ein Rand angesetzt ist, der sowohl etwa radial als auch etwa axial verlaufende Auflageflächen für den eingeschmolzenen, aus Glas bestehenden Kolbenboden aufweist, insbesondere Bildröhre für Fernsehempfangszwecke, dadurch gekennzeichnet, daß zur mechanischen Verstärkung des die Auflageflächen für den Kolbenboden erzeugenden Randes ein Metallband vorgesehen ist, das um den Rand gespannt ist.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband aus dem gleichen Werkstoff hergestellt ist wie der den Glasboden aufnehmende Rand.

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden des Metallbandes durch eine Schraubverbindung miteinander verbunden sind.

4. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband mehrteilig, insbesondere vierteilig ausgebildet ist.

5. Kathodenstrahlröhre nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband derart ausgebildet ist, daß es gleichzeitig zur Befestigung des Röhrenkolbens im Gehäuse eines Gerätes benutzbar ist.

6. Verfahren zur Herstellung einer Kathodenstrahlröhre nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Rand zunächst ein ein- oder mehrteiliges Metallband verhältnismäßig großer Stabilität aufgesetzt wird und daß dann, wenn die Röhre im Herstellungsprozeß einer Wärmebehandlung nicht mehr ausgesetzt wird, dieses Metallband durch ein Metallband leichterer Konstruktion ersetzt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

I 509545 9.55