DE3426348C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ablenkspulenan­ ordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für Fernsehgeräte und insbesondere eine Verti­ kalablenkspulenwicklung, die sich ohne Drahtpositionier­ hilfen herstellen läßt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung solcher Ablenkspulenan­ ordnungen.

Moderne Farbfernsehempfänger enthalten selbstkonvergie­ rende Bildwiedergabeeinrichtungen, bei denen ein Rotstrahl, ein Grünstrahl und ein Blaustrahl in einer Farbbildröhre an allen Punkten des Bildschirms der Röhre ohne Hilfe dynamischer Konvergenzschaltungen konvergent gehalten werden. Die Ablenkspulenanordnung, welche die Elektronenstrahlen in dem gewünschten Raster über den Bildschirm der Bildröhre ablenkt, erzeugt Ablenkfelder, die gleichzeitig die Elektronen­ strahlen zur Konvergenz bringen. Die Ablenkfelder sind im Strahlablenkbereich ungleichförmig und die räumlich getrennten Elektronenstrahlen können daher zu einer vorgegebenen Zeit unterschiedlichen Ablenkfeldern ausge­ setzt werden, die die gewünschte Konvergenz der Strahlen auf dem Röhrenbildschirm bewirken. Insbesondere sollen für eine ordnungsgemäße Konvergenz die Horizontalablenk­ spulen ein Ablenkfeld, das in Richtung der Röhrenlängs­ achse gesehen kissenförmig ist, und die Vertikalablenk­ spulen ein Ablenkfeld, das in Richtung der Röhrenachse gesehen tonnenförmig ist, erzeugen.

Die Vertikalablenkspulen können durch Windungen eines Drahtes gebildet werden, der durch den Flyer einer Wickelmaschine toroidförmig auf einem magnetisch perme­ ablen Ferritkern gewickelt wird. Die gewünschte Ungleich­ förmigkeit des Ablenkfeldes wird dadurch erreicht, daß man die Ablenkspulen in mehreren Lagen wickelt, welche unterschiedliche Wicklungswinkel oder bogenförmige Berei­ che auf dem Toroidkern einnehmen. Nachdem eine vorgegebe­ ne Windungslage auf den Kern gewickelt worden ist, wird der Draht zu seinem Anfangspunkt zurückgeführt und die nächste Lage von Drahtwindungen gewickelt. Das Zurückfüh­ ren des Drahtes zum Anfangspunkt kann auf direktem Wege durch "Rückschlag" erfolgen, wobei der Rückleiter als Querwicklung auf einem im wesentlichen direkten Wege längs der Außenseite des Kerns zurückläuft, oder durch Rückwickeln, bei dem der Rückleiter als Spreizwicklung mehr allmählich auf einem wendelförmigen Weg um den Toroidkern zurückgeführt wird.

Die abrupte Änderung der Wickelrichtung beim Rückschlag­ verfahren kann zur Folge haben, daß die Windungen in der Nähe des Endes der gewickelten Lage abrutschen oder aus ihrer Lage herausgezogen werden. Bei Ablenk­ spulenanordnungen, die mit dem Rückschlagverfahren ge­ wickelt werden, kann daher die Verwendung von sogenannten Rückschlagbändern oder -streifen, die an den Enden des Kerns angeordnet sind und Nuten oder Nasen enthalten, um die Drahtwindungen an ihrem Platz zu halten oder die Verwendung von Klebstoff oder dergl., wie Heißkleber, um die Endwindungen einer Spulenwicklungslage an Ort und Stelle zu halten, erforderlich sein. Die Verwendung von Rückschlagbändern erhöht die Kosten der Ablenkspu­ lenanordnung erheblich während die Verwendung von Kleber die Herstellung umständlicher macht und die für die Herstellung einer Ablenkspulenanordnung erforderliche Zeit erhöht.

Beim wendelförmigen Rückwickeln kann die Ablenkspulenan­ ordnung zwar ohne die oben erwähnten Einschränkungen hergestellt werden, andererseits können hier die an der Innenseite des Kerns im aktiven Ablenkbereich verlaufende Teil des wendelförmigen Rückleiters Störfelder erzeugen, die die Funktion der Ablenkspulenanordnung beeinträch­ tigen.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Ablenkspulenanordnung anzugeben, die mit dem Rückschlagverfahren hergestellt werden kann, ohne daß Rückschlagbänder oder Kleber zur Halterung der Drahtwindungen erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird durch eine Ablenkspulenanordnung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren zur Herstellung dieser Ablenkspulenanordnung nach Anspruch 4 gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine geschnittene Seitenansicht einer üblichen Fernseh-Ab­ lenkspulenanordnung;

Fig. 2 eine Seitenansicht einer Vertikalablenkspule, die durch ein bekanntes Rückschlagwicklungsverfahren gewickelt worden ist;

Fig. 3 eine geschnittene Stirnansicht eines Teiles einer bekannten Vertikalablenkspule;

Fig. 4 eine Seitenansicht einer bekannten Vertikal­ ablenkspule, die durch ein bekanntes Wendelrück­ wicklungsverfahren hergestellt wurde;

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Windungsvertei­ lung einer Vertikalablenkspule gemäß einer Ausfüh­ rungsform der Erfindung;

Fig. 6 eine geschnittene Stirnansicht eines Teiles einer Vertikalablenkspule gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 7 die Darstellung der Wicklungslagenverteilung einer Vertikalablenkspule gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 7A eine vergrößerte Ansicht eines Teiles der Wick­ lung der in Fig. 7 dargestellten Ablenkspule.

Fig. 1 zeigt eine Ablenkspulenanordnung 10 mit zwei Vertikalablenkspulen 11, die toroidförmig auf einen magnetisch permeablen ring- oder toroidförmigen Kern 12 gewickelt sind, und mit zwei sattelförmig gewickelten Horizontalablenkspulen 13. Die Vertikal- und Horizontal­ ablenkspulen sind durch einen Isolator 14 aus Kunststoff elektrisch und physisch getrennt, der eine nicht näher dargestellte Halterungs- und Justieranordnung für die Spulen und den Kern bilden kann.

Die toroidförmig gewickelten Vertikalablenkspulen enthal­ ten eine Mehrzahl von Wicklungslagen auf beiden Hälften des Magnetkernes. Die einzelnen Wicklungslagen nehmen unterschiedliche Wicklungswinkel oder Bogenbereiche auf dem Kern ein, damit das durch die Ablenkspulen erzeugte Ablenkfeld den gewünschten Grad von Ungleichförmigkeit hat, der zum Konvergieren der Elektronenstrahlen erfor­ derlich ist. Das Wickeln der Spulen auf den jeweiligen Kernhälften erfolgt in fortlaufender Weise, wobei eine Bettung oder Lage vollständig gewickelt wird, bevor die nächste Lage begonnen wird.

Es ist bekannt, daß der Wicklungsleiter zum Anfangspunkt für die nächste Wicklungslage im wesentlichen auf zwei verschiedene Weisen zurückgeführt werden kann. Eine Möglichkeit, die als Rückschlagverfahren bezeichnet werden soll, ist in Fig. 2 dargestellt; hier folgt der Rückleiter 15 einem im wesentlichen direkten Weg in Richtung des Pfeiles 17 längs der Außenseite des Kerns vom Ende einer in Richtung des Pfeiles 16 gewickelten Windungslage zum Anfang der nächsten Windungslage. Die abrupte Änderung der Richtung des Drahtes am Anfang jeder Windungslage hat zur Folge, daß die anfänglichen Windun­ gen der Windungslage verrutschen oder seitlich längs der Kernoberfläche verlagert werden, wenn man nicht ein Rückschlagband 50 vorsieht. Das Rückschlagband 50 enthält einen oder mehrere radial vorspringende Laschen oder Nasen 51, um die der Draht geführt wird.

Der Grund dafür, daß die ersten Drahtwindungen zum rutschen neigen, ist aus Fig. 3 ersichtlich, in der der Pfeil 18 die Wicklungsrichtung der Drahtwindungen der jeweiligen Wicklungslagen zeigt. Fig. 3 gilt für ein bekanntes Wicklungsverfahren, bei dem eine schematisch im Querschnitt dargestellte Wicklungslage 20 nach dem sogenannten Rückschlagverfahren toroidförmig auf einen Kern 21 gewickelt wird. Auf der Außenseite des Kerns 21 und der Wicklungslage 20 ist eine Rückschlagwindung 19 dargestellt. Auf eine Anfangswindung 22 der folgenden Wicklungslage wirkt eine durch einen Pfeil 23 dargestell­ te Kraft, die die Drahtwindung in unerwünschter Weise zu verlagern strebt. Wegen dieser Neigung der Anfangswindung oder -windungen jeder folgenden Lage sich zu bewegen oder verlagert zu werden, was unerwünschte Änderungen des Ablenkfeldes zur Folge haben kann, können Spulen, die mit dem Rückschlagverfahren gewickelt werden, zusätzliche Strukturen, wie Ablenkjoch-Endringe oder Rückschlagbänder (nicht dargestellt) erfordern, die Nuten oder Kanäle für die Drahtwindungen oder vorspringende Pfosten oder Nasen bilden, um die die Wicklungswindungen geführt werden können, um sie in ihrer Lage zu halten. Diese zusätz­ lichen Strukturen erhöhen die Kosten der Ablenkspulenan­ ordnung und machen ihre Herstellung komplizierter.

Alternativ können die Ablenkspulen nach einem Verfahren gewickelt werden, welches als Spiral- oder Wendelrückfüh­ rungsverfahren bekannt und in Fig. 4 schematisch darge­ stellt ist. Der Pfeil 24 gibt die Richtung an, in der die Wicklungslagen gewickelt werden. Die Pfeile 25 bezeichnen den Wegen, den die jeweilige Rückleiterwindung 26 nimmt, um den Punkt zu erreichen, an dem die nächste Windungslage beginnt. Die Rückleiterwindung 26 beschreibt einen toroidförmigen oder wendelförmigen Weg mit großem Win­ dungsabstand, der den Kern mehrmals umläuft. Wie ersicht­ lich, ist die Änderung der Drahtrichtung am Anfang jeder Wicklungslage beim Wendelrückwicklungsverfahren wesent­ lich weniger abrupt als beim Rückschlagverfahren. Spulen, die nach dem Wendelrückwicklungsverfahren gewickelt werden, also bei denen der Rückleiter eine Spreizwicklung bildet, brauchen daher keine Anordnungen zum Positionie­ ren des Drahtes wie Kernendringe. Da jedoch bei einer wendelrückgewickelten Spule Teile der Rückleiterwicklung auf der Innenseite, d. h. im aktiven Bereich des Kernes liegen, können im Ablenkfeld unerwünschte Oberwellen entstehen, die störende Einschwingvorgänge des Ablenk­ stromes zur Folge haben.

In Fig. 5 ist schematisch die Windungsverteilung einer erfindungsgemäßen Ablenkspule dargestellt, welche die Form eines kopfstehenden Pyramidenstumpfes hat. Die Ablenkspule enthält eine Mehrzahl von Bettungen oder Windungslagen 30, 31, 32 und 33, die mittels eines Rückschlag-Wicklungsverfahrens toroidförmig auf einen ringförmigen Kern 34 gewickelt sind, ohne daß hierfür eine zusätzliche Drahthalterungs- und Drahtpositionie­ rungsstruktur erforderlich ist. Die aufeinanderfolgenden Wicklungs- oder Windungslagen 30, 31, 32 und 33 der Ablenkspule nehmen progressiv größere Wicklungswinkel oder Winkelbereiche auf dem Kern ein, wie schematisch dargestellt ist. Die Windungslage 31 nimmt also einen größeren Winkelbereich ein als die Windungslage 30. In entsprechender Weise nehmen die Windungslagen 32 und 33 zunehmend größere Winkelbereiche ein. Ein Beispiel für die Anzahl der Drahtwindungen in den einzelnen Windungs­ lagen ist aus den in Fig. 5 angegebenen Windungsnummern ersichtlich, selbstverständlich können auch andere Win­ dungszahlen und -verteilungen verwendet werden.

Die Bettung oder Windungslage 30 ist auf die Oberfläche des Kerns 34 gewickelt. Die Windungslage 31 ist über die Windungslage 30 gewickelt. Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, reichen jedoch einige Windungen an jedem Ende der Windungslage 31 über die Enden der Windungslage 30 hinaus. Diese Windungen werden durch den vom Flyer der Wickelmaschine ausgeübten Zug in Richtung der Pfeile 35 gegen den Kern 34 gezogen. Die Windungen an den Enden der Windungslage 31 werden daher auf der Oberfläche des Kerns 34 liegen, während der Rest der Windungslage 31 sich auf der Windungslage 30 befindet. In entsprechender Weise werden einige Windungen an jedem Ende der Windungslagen 32 und 33 durch den Flyer der Wickelmaschine in Richtung der Pfeile 36 und 37 gegen den Kern 34 gezogen.

Es wurde oben bereits erwähnt, daß die Änderung der Wickelrichtung bei Beginn einer neuen Wicklungslage nach dem Rückschlag oder Rückschießen des Drahtes längs der Außenseite der vorher aufgebrachten Windungslage dazu neigt, die ersten Drahtwindungen der nächstfolgenden Windungslage in Querrichtung oder seitlich zu verlagern. Wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, kann bei der in Fig. 5 dargestellten Ablenkspule keine solche Verlagerung von Drahtwindungen eintreten. Fig. 6 zeigt schematisch die Windungslage 30, die toroidförmig auf dem Kern 34 gewickelt worden ist. Eine im wesentlichen quer verlau­ fende Rückschlagwindung 39, die nach dem Aufwickeln der Windungslage 30 aufgebracht wird, ist im Querschnitt dargestellt. Die Richtung des Drahtes dieser Windung ist durch einen Pfeil 40 dargestellt. Die Anfangswindung 41 der Windungslage 31 (Fig. 5) liegt auf der Oberfläche des Kerns 34. Die Kraft, die dazu strebt, die Anfanswindung 41 in seitlicher oder Querrichtung zu verlagern und die durch einen Pfeil 42 dargestellt ist, kann jedoch keine Verlagerung der Anfangswindung 41 bewirken, da die Windungslage 30 ein Hindernis für jede solche Bewegung des Drahtes der Anfangswindung 41 darstellt. Die Anfangs­ windungen der folgenden Windungslagen 32 und 33 werden durch das Vorhandensein der vorher gewickelten Windungs­ lagen ebenfalls daran gehindert, sich zu bewegen oder zu verlagern. Dadurch, daß man die Windungslagen der Spule mit progressiv größeren Windungswinkeln oder -breiten wickelt, werden die Anfangswindungen jeder Windungslage durch die vorangehende Windungslage wirkungsvoll an Ort und Stelle verankert.

Fig. 7 zeigt eine gemäß der Erfindung gewickelte Spule 43. Die progressiv zunehmenden Wicklungswinkel von Windungslagen 44, 45, 46 und 47 sind durch die mit R 44, R 45, R 46 und R 47 bezeichneten Winkel dargestellt. Die anfänglichen Wicklungswindungen jeder Windungslage sind mit 44 a, 45 a, 46 a bzw. 47 a bezeichnet. Die Endwindungen sind in entsprechender Weise mit 44 b, 45 b, 46 b bzw. 47 b bezeichnet. Pfeile 144, 145, 146 bzw. 147 in Fig. 7a zeigen generell die Konturen der verschiedenen Bettungen oder Windungslagen 44, 45, 46 bzw. 47. Es ist ersicht­ lich, daß die Drahtwindungen einer vorgegebenen Windungs­ lage unterschiedliche Windungsniveaus oder Höhen bezüg­ lich der Kernoberfläche einnehmen. Beispielsweise nehmen die Drahtwindungen der Windungslage 47 vier verschiedene Windungsniveaus ein.

Gewünschtenfalls kann auf die Kernoberfläche vor dem Wickeln ein Kleber aufgebracht werden, um die Fixierung der Drahtwindungen zu unterstützen, dies ist jedoch nicht notwendig. Die Erfindung ist von Vorteil sowohl bei Spulen, bei denen die inneren, aktiven Windungsabschnitte in achsparallelen Ebenen liegen ("radiale Konfiguration") als auch bei Spulen, bei denen die inneren aktiven Windungsabschnitte schräg zu den achsparallelen Ebenen verlaufen ("vorgespannter Konfiguration").

Ablenkspulen, die nach dem oben beschriebenen "invertier­ ten Pyramiden-Verfahren" hergestellt wurden, liefern im wesentlichen die gleichen Ablenkfelder wie Ablenkspulen, die mit konventionellen Wickelverfahren hergestellt wurden, sie benötigen jedoch keine Drahtpositionier­ hilfen.

Claims (7)

1. Ablenkspulenanordnung mit einem magnetisch permeablen Kern und mindestens einer toroidförmig auf den Kern gewickelten Ablenkspule, die eine erste Windungslage mit einer Vielzahl von Drahtwindungen, die einen ersten Winkelbereich auf dem Kern einnehmen, und min­ destens eine weitere Windungslage, die nach der ersten Windungslage gewickelt ist und eine Mehrzahl von Drahtwindungen, die auf der ersten Windungslage liegen, aufweist, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Drahtwindung (41) der weiteren Windungs­ lage (31) über das Ende der ersten Windungslage (30) hinausreicht und auf derselben Höhe wie deren Drahtwin­ dungen liegt, so daß eine seitliche Verlagerung der über die erste Windungslage hinausreichenden Drahtwindung durch das Vorhandensein der ersten Windungslage (30) verhindert wird.

2. Ablenkspulenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Rückleiter (39) zwischen der ersten Windungslage (30) und der weiteren Windungslage (31) längs eines im wesentlichen direkten Weges längs der Außenseite des Kerns (12) verläuft, ohne sich in die Innenseite des Kerns zu erstrecken.

3. Ablenkspulenanordnung nach Anspruch 1, die mehrere weitere Windungslagen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (R 45), den eine nachfolgende Windungslage (45) einnimmt, größer ist als der Winkel (R 44), den die vorangehende Windungslage (44) einnimmt.

4. Verfahren zum Herstellen einer Spule einer Ablenk­ spulenanordnung nach Anspruch 1, bei welchem ein Draht toroidförmig um einen magnetisch permeablen Kern gewickelt wird, in dem eine Mehrzahl von Drahtwindungen einer ersten Windungsla­ ge von einer ersten Windungsposition an der Innenseite des Kerns über einen ersten Winkelbereich bis zu einer zweiten Windungsposition an der Innenseite des Kerns gewickelt wird, der Draht zum Wickeln einer folgenden Windungslage längs der Außenseite des Kerns von der zweiten Windungsposition über die erste Windungsposition hinaus zurückgeführt wird und die zweite Windungslage mit einer Mehrzahl von Drahtwindungen toroidförmig um den Kern gewickelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (39) längs der Außenseite des Kerns (12) zu einer dritten Windungsposition über die erste Windungsposition hinaus zurückgeführt wird, um die erste Windung der folgenden Windungslage (45) auf die gleiche Höhe wie die erste Windung der ersten Windungsla­ ge (44) zu bringen, wobei die zweite Windungslage einen zweiten Winkelbereich einnimmt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die folgende Windungslage (45) mit der ersten Windungsla­ ge (44) eine Anordnung ähnlich einer kopfstehenden Pyramide bildet.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Windungslage (45) in einem zweiten Winkelbe­ reich (R 45) gewickelt wird, der größer ist als der erste Winkelbereich (R 44) und an einer vierten Windungsposition auerhalb der zweiten Windungsposition endet, daß der Draht längs der Außenseite des Kerns (12) von der vierten Windungsposition zu einer fünften Windungsposition über die dritte Windungsposition hinaus zurückgeführt wird, so daß die erste Windung einer dritten Windungslage (46) auf der gleichen Höhe wie die ersten Windungen der ersten und der zweiten Windungslage (44 bzw. 45) angeordnet werden können, und daß der Draht dann zur Bildung der dritten Windungslage (46) in einer Mehrzahlvon Drahtwindungen von der fünften Windungsposition über einen dritten Winkelbereich (R 46) toroidförmig um den Kern gewickelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Windungslage (45) Drahtwindungen enthält, die mindestens zwei Wickelniveaus bezüglich des Kerns (12) enthalten und daß zusätzlich eine dritte Windungslage (46) aufgewickelt wird, die eine erste Windung (46 a) aufweist, welche sich auf der gleichen Höhe wie die ersten Windungen der ersten oder zweiten Wicklungslage befinden, und die Drahtwindungen enthält, die mindestens zwei Wicklungsniveaus bezüglich des Kerns (12) einnehmen.