CH416392A - Verfahren zum Profilieren einer der Herstellung von optischen Blenden mit Rillenprofil dienenden Walze - Google Patents

Description

      Verfahren    zum Profilieren einer der Herstellung  von     optischen    Blenden     mit        Rillenprofil    dienenden     Walze       Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Pro  filieren einer Walze oder eines aus einem Ausschnitt  einer solchen     Walze    hergestellten Werkzeugs in Form  einer Matrize zum Walzen oder Pressen von gerillten  optischen Blenden, die zur Beseitigung der Zeilen  struktur eines Fernsehempfängers dienen.  



  Die Betrachtung von Fernsehbildern wird bekannt  lich durch die insbesondere bei einem Betrachtungs  abstand unter 2 m sichtbare Zeilenstruktur sowie den  damit verbundenen Treppeneffekt und das bekannte       Zwischenzeilenflimmern    stark beeinträchtigt. Um  dem abzuhelfen, hat man vor dem Bildschirm an sich  durchsichtige, jedoch mit feinen Rillen versehene op  tische Blenden vorgesehen.

   Für diese Blenden, die als  getrennte Kunststoffscheiben oder als Kunststoffüber  zug der Bildröhre gestaltet sein können, ist ein     Ril-          lenprofil    solcher Dimensionierung vorgeschlagen wor  den, dass die vom Elektronenstrahl geschriebenen  Zeilen senkrecht zur Zeilenrichtung unter völliger       Auslöschung    der Zeilenzwischenräume ohne jegliche  Einbusse an     Schärfe    des Gesamtbildes gestreut wer  den. Die hierfür erforderlichen Rillen besitzen eine  Breite in der Grössenordnung von Zehntelmillimetern  und eine Tiefe in der Grössenordnung von Hundert  stelmillimetern.

   Das zwingt bei der Herstellung der  optischen Blende zu äusserster Präzision, wenn die  Blenden auch bei Fertigung grosser Stückzahlen die  gewünschten optischen Eigenschaften in gleicher Güte  aufweisen sollen.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist gekennzeich-         net    durch die Kombination folgender einzelner     Mass-          nahmen:     a) Spanabhebendes Einschneiden des dem     Rillen-          profil    der Blenden entsprechenden Gegenprofils in  die Walzen- bzw.     Matrizenoberfläche    mittels eines  Drehstahls, dessen Spitzenradius gleich dem     Krüm-          mungsradius    der Rillen dieses Profils ist, derart, dass  die     Spanbreite    wesentlich grösser als die     Rillentiefe     ist;

    b)     Auslenkung    des das Gegenprofil der Matrize  erzeugenden     Schneidstahls    durch einen elektromagne  tischen     Auslenkungsantrieb,    dessen     Auslenkung    in  nerhalb genau festgelegter Grenzen durch     Modula-          tionsschwingungen    eines gefilterten niederfrequenten  Rauschens und/oder durch ein     Stromstossrelais    ge  steuert wird;  c) Aufbringen eines glättenden Überzuges auf der  mit dem Gegenprofil versehenen Matrize durch gal  vanische Behandlung.  



  Mittels dieses Verfahrens ist es möglich, die Ma  trizen mit dem erforderlichen, völlig gleichmässigen  und sauberen Gegenprofil zu versehen. Da sich die  Matrizen infolge der geringen Stärke und Härte des  Kunststoffmaterials nur sehr wenig abnützen, ermög  licht das erfindungsgemässe Verfahren die Herstel  lung grosser Stückzahlen der optischen Blenden in  bester und gleichmässiger Qualität. Beispielsweise  reicht eine Matrize zur Fertigung von bis zu 10.000  Blenden aus.  



  Hierbei kann die Fertigung der Blenden in auf      dem Gebiet der Kunststoffe bekannter Weise durch       Einwalzen    und Einpressen oder durch Spritzen in       Spritzkammern    erfolgen.  



  Bei der Aufbringung des Überzuges durch galva  nische Behandlung kann man einen relativ starken  Niederschlag, beispielsweise einen solchen von der  Stärke bis zu etwa 200     #t    wählen. Hierbei tritt eine       Profilverformung    auf, mit deren     Hilfe    eine für die  mechanische Bearbeitung gewählte     Vorform    der Ril  len in das endgültig gewünschte     Kreisbogenkettenpro-          fil    übergeführt werden kann. Das wird weiter unten  noch genauer erläutert werden.  



  Die Profilverformung im galvanischen Bad soll  jedoch schon hier in allgemeiner Weise erklärt wer  den. Mit     Hilfe    der Potentialtheorie kann man nach  weisen, dass die Stromdichte und damit die pro Zeit  einheit im     galvanischen    Bad abgeschiedene Nieder  schlagsmenge an den Erhebungen grösser ist als an  den Vertiefungen.

   Da die     Stromdichtevektoren    als  Gradienten derjenigen     ÄquipotentWfläche,    welche  sich der     Elektrodenoberfläche    anschmiegt, senkrecht  auf dieser stehen, wird nicht nur an den äussersten  Punkten der Erhebungen, sondern auch in deren Um  gebung mehr Material     (z.B.    Nickel)     niedergeschlagen     als an den Vertiefungen und deren     Umgebung.    In  folgedessen wachsen die Erhebungen der Nieder  schlagselektrode nicht nur bevorzugt in die Höhe,  sondern auch in die Breite, der     Krümmungradius    der  Erhebungen vergrössert sich und ursprünglich vor  handene Spitzen werden zu runden, breiteren Kup  pen verformt.

   An den Vertiefungen tritt jedoch kein  sie     ausrundender,    vermehrter Niederschlag auf. Der  geschilderte galvanische     Verformungseffekt    erzeugt  daher vorzugsweise ein Profil, das sich in     Schnitt    als  eine Kette von Kreisbögen darstellt. Hierauf wird  später noch eingegangen werden.  



  Nachstehend wird das     erfindungsgemässe    Ferti  gungsverfahren beispielsweise     anhand    der Zeichnung  beschrieben.     In    dieser zeigen       Fig.    1 das Einprägen von     Rillen    in eine Plastik  folie,       Fig.    2 die spanabhebende Herstellung von gerill  ten     Matrizen,          Fig.    3 eine     gerillte        Matrize    mit dünner     aufgalva-          nisierter    Schicht im Querschnitt,

         Fig.    4 eine gerillte Matrize mit starker     aufgalva-          nisierter    Schicht im Querschnitt,       Fig.    5 das Einpressen von     Rillen    in     Kunststoff-          folien    mittels einer plattenförmigen     Matrize    und       Fig.    6     das    Verformen gerillter Blenden zur An  passung an die Krümmung der Bildfläche von Bild  röhren.  



  Gemäss     Fig.    1 wird eine mehrere Millimeter star  ke,     oberflächenglatte    Folie 1 aus transparentem, ther  moplastischem Kunststoff in Drehrichtung 3 von einer  Rolle 2 abgezogen, deren Durchmesser zur Vermei  dung von     Materialspannungen    genügend gross ge  wählt ist. Die Folie 1 wird zur Aufbringung des ge  wünschten     Rillenprofils    zwischen zwei     Walzen    4 und  5     hindurchgeführt,    von denen die untere Walze 4    eine glatte Oberfläche besitzt und die obere Walze 5  mit dem Gegenprofil 6 versehen ist.

   Diese obere       Walze    5 steht unter dem Druck P und unter regulier  ter Wärmezufuhr W     (beispielsweise    mittels elektri  scher Heizelemente)     und    bildet eine sich drehende       Prägematrize.    Der Druck P und die Wärmezufuhr W  für die Prägewalze 5 sind entsprechend den Material  konstanten des verwendeten     Kunststoffes    zu     wählen.     Wie vom Walzenpaar 4, 5 nach links geförderte  Kunststoffolie 1, die an der Unterseite eine glatte  Oberfläche und an der Oberseite eine mit dem ge  wünschten     Rillenprofil    7 versehene Oberfläche be  sitzt, braucht nur noch auf das gewünschte Format  zugeschnitten zu werden.  



  Die exakte Herstellung des Gegenprofils der Prä  gematrize 5 erfolgt vorzugsweise gemäss     Fig.    2. Die  zukünftige Prägematrize, die als glatte     Walze    5 zwi  schen Spitzen 8 und 9 gelagert ist, wird zur Aufbrin  gung des Gegenprofils in Pfeilrichtung 10 gedreht,  und ein Stahl 11 schneidet ähnlich wie in einer Dreh  bank das Gegenprofil spanabhebend in die zylin  drische Walzenoberfläche ein. Hierbei wird die Breite  des     Spanes    im Verhältnis zur maximalen     Rillentiefe     von     z.B.    10     [,    gross,     z.B.    zu 50     ;u,    gewählt.  



  Der     Schneidstahl    11 ist schwingbar mit einem  schematisch durch ein Kästchen dargestellten elektro  magnetischen     Auslenkungantrieb    13 verbunden. Bei  diesem wird durch einen den Klemmen 14 zugeführten  modulierten Strom in der Spule 15 ein     Wechselfeld     erzeugt, das über den Eisenkern 16 das in den Ab  lenkspalt hineinragende Ende des um den Drehpunkt  17 schwingbaren     Schneidstahles    11 in Vibrationen  versetzt, so dass die Spitze des     Schneidstahles    seit  liche     Auslenkungen    18 definierter Grösse     erfährt.    Auf  diese Weise wird ein moduliertes     Rillenprofil    19 er  zeugt.

   Dieses ist bezüglich der     Zeilenstrukturunter-          drückung    besonders günstig, da es die Einhaltung  eines genauen Abstandes des Zerstreuungsprofils vor  der Bildfläche der Fernsehröhre unkritisch macht.  



  Es ist zwar möglich, die     Schneidspitze    des Stahles  genau auf Form zu schleifen, beispielsweise mit  einem das gewünschte     Kreisbogenprofil    ergebenden       Kümmungsradius    von     ca    250     [,    zu versehen, jedoch  erhält die     Matrize    durch das Einschneiden des Pro  fils 19 eine relativ rauhe Oberfläche, so dass beim  Prägen mit ihr die Kunststoffolie ihre Durchsichtig  keit verliert und ähnlich wie eine Mattscheibe aus  Glas mit     aufgerauhter    Oberfläche aussieht.

   Die     Fo-          lienoberfläche    muss daher geglättet werden, ohne  dass sich das Profil dabei     merklich    verändert. Hierzu  wird die das fertig geschnittene     Rillenprofil    19 auf  weisende     Matrizenfläche    in einem     galvanischen    Bad  bis zu Spiegelglanz geglättet. Zwei hierbei mögliche  Verfahren werden anhand der     Fig.    3 und 4 erläu  tert, die stark vergrösserte Schnitte der     Matrizen     zeigen.

   Gemäss     Fig.    3 ist vom     Schneidstahl    ein Kreis  bogenkettenprofil 19 in die     Matrize    20     eingeschnitten     worden. Dieses weist eine rauhe     Oberfläche    auf und  wird in einem galvanischen Bad mit einer dünnen  Metallschicht 21,     z.B.    mit einer Nickelschicht von 20           t,    Stärke überzogen. Diese     Metallglanzschicht    bildet  eine spiegelnd glatte Oberfläche der Matrize, so dass  bei dem späteren Prägeprozess die Kunststoffolien       glaskar    bleiben.

   Die     aufgalvanisierte    dünne Schicht  21 ist an sich ein getreues     Abbild    ihrer Metallunter  lage 20, nur mit dem Unterschied, dass die Kreis  bogenspitzen, wie weiter oben bereits erläutert, gal  vanisch abgelagerte Abrundungen 22 aufweisen. Diese  sind bei Schichtdicken bis     ca,    20     t,    und einer mitt  leren Stromdichte von 2...3     A/dm2    klein, haben     aus-          schliesslich    glättende     Wirkung    und beeinflussen die  optischen Eigenschaften der mit den so behandelten  Matrizen geprägten     Rillenscheibe    in keiner Weise.  



  Bei dem im Ergebnis durch     Fig.    4 dargestellten       Verfahren    werden unter Anwendung einer entspre  chenden hohen Stromdichte von 4-6     A/dm2    auf die  Matrize 20 Schichten aufgebracht, deren Dicke ge  genüber dem eben beschriebenen Verfahren um eine  Zehnerpotenz     grösser    ist und beispielsweise     ca    200     [,     beträgt. Hier ist unter     Berücksichtigung    des späteren  galvanischen     Verformungseffektes    die Matrize 20 mit  einem     sägezahnförmigen        Rillenprofil    23 versehen.

   Der  starke galvanische Auftrag 24 formt die Spitzen 25  zu     Kreisbogenkuppen    26 um, während die Vertiefun  gen 27 nur angehoben, aber nicht ausgefüllt werden  und in die neue Form 28 übergehen. Dieses auf gal  vanischem Wege erzeugte     Profil    einer Kreisbogen  kette     istfürdieZerstreuungsscheibe    ein geradezu idea  les Profil. Wenn hierbei in Abweichung von einem  früheren Vorschlag die Kreisbogen innen und die  Spitzen aussen liegen, so ist die Zerstreuungswirkung  der mit den so profilierten Matrizen geprägten Kunst  stoffblenden die     gleiche    wie bei den Blenden mit um  gekehrt gerichtetem     Kreisbogenkettenprofil.     



  Dem     Bildröhrenkolben    angepasste     Rillenscheiben     können gemäss dem in den     Fig.    5 und 6 dargestellten  Ausführungsbeispiel wie folgt hergestellt werden.     Ge-          mäss        Fig.    2 wird das     Profil    19     in    eine Zylinderfläche,  beispielsweise in die Oberfläche eines auf eine Walze  aufgespannten Messingbleches ein geschnitten, das  nach dem Profilschneiden in     Achsenrichtung    aufge  trennt und zu einer rechteckigen Platte 29 flachge  bogen bzw. entspannt wird.

   Nach der     galvanischen     Behandlung gemäss     Fig.    3 oder 4 wird die als recht  eckige Platte ausgebildete Prägematrize 29 mit ihrem       spiegelnd    geglätteten Prägeprofil 30 nach oben auf  einer mittels elektrischer Heizstäbe 31 erwärmten Un  terlage 32 starr befestigt. Die mit dem     Rillenprofil    zu  versehenden Plastikfolien 33 werden einzeln nach  einander der     Matrize    29 zugeführt und unter dem  Druck P eines Stempels 34 geprägt. Hiernach können  die geprägten     Platikfolien    33, wie in     Fig.    6 gezeigt,  der Wölbung der Bildfläche des     Bildröhrenkolbens     angepasst werden.

   Die fertigen Folien 33 werden in  einem Gehäuse 39 durch eine schematisch dargestellte  Tragvorrichtung 35 gehalten und mittels Wärme  strahlern 36 so weit erweicht, wie das für die nach  folgende Formgebung erforderlich ist. Wie durch den  Pfeil angedeutet, wird nun von unten eine dem Bild-         röhrenkolben    entsprechende Pressform 37 gegen die  sich erweichende Plastikfolie 33 gedrückt. Da hierbei  die Luft zwischen der Halterung 35 und der     Press-          form    37 durch Löcher 38 abgesaugt wird, schmiegt  sich die Plastikfolie 33 eng an die Form 37 an und  erhält so die der Bildfläche der Bildröhren entspre  chende Form, die sie nach dem Erkalten     beibehält.     



  Die so hergestellte     Rillenscheibe        umschliesst    den       Bildröhrenkolben    und deckt die     Bildfläche    völlig ab,  so dass sie bei entsprechender Wandstärke und Hal  terung gleichzeitig als Schutzscheibe dienen kann. Das  an ihrer Aussenfläche befindliche     Rillenprofil    besei  tigt nicht nur die     Zeilenstruktur    des Fernsehbildes in  vollkommenster Weise, sondern     vermindert        ausser-          dem    durch äussere Lichtquellen hervorgerufene Licht  reflexe.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zum Profilieren einer Walze oder eines aus einem Ausschnitt einer solchen Walze hergestell ten Werkzeugs in Form einer Matrize zum Walzen oder Pressen von gerillten optischen Blenden, die zur Beseitigung der Zeilenstruktur eines Fernsehempfän gers dienen, gekennzeichnet durch die Kombination folgender einzelner Massnahmen:

   a) Spanabhebendes Einschneiden des dem Rillen- profil der Blenden entsprechenden Gegenprofils in die Walzen- bzw. Matrizenoberfläche mittels eines Drehsthals, dessen Spitzenradius gleich dem Krüm- mungsradius der Rillen dieses Profils ist, derart, dass die Spanbreite wesentlich grösser als die Rillentiefe ist;

   b) Auslenkung des das Gegenprofil der Matrize erzeugenden Schneidstahls durch einen elektromagne tischen Auslenkungsantrieb (13, Fig. 2), dessen Aus lenkung innerhalb genau festgelegter Grenzen durch Modulationsschwingungen eines gefilterten niederfre quenten Rauschens und/oder durch ein Stromstoss- relais gesteuert wird; c) Aufbringen eines glättenden Überzuges auf der mit dem Gegenprofil versehenen Matrize durch gal vanische Behandlung UNTERANSPRÜCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die vom Drehstahl (11) erzeugte Spandicke (12) in der Grössenordnung von 50 [, und die vom Drehstahl (11) in die Walzenoberfläche er zeugte Rillentiefe in der Grössenordnung von 10 U, gewählt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass durch einen galvanischen über zug eine vorwählbare Profilverformung des einge schnittenen Gegenprofils erzeugt wird.