DD233240A5 - Verfahren und geraet zur herstellung einer schattenmaske - Google Patents

Abstract

Das erfindungsgemaesse Geraet umfasst einen Schnittstempel und ein Kissen, die beide die gleiche Umrissform haben, sowie ein Paar Hohlformen, die den Schnittstempel bzw. das Kissen aufnehmen. Die Hohlformen haben die entgegengesetzte zur Umrissform von Schnittstempel und Kissen passende Umrissform. Ein erfindungsgemaesses Verfahren umfasst das teilweise Stanzen der Maske, waehrend die Maske zwischen den Haltewerkzeugen (Hohlformen) eingespannt ist. Die Maske wird anschliessend ausgespannt, und der Stanzvorgang wird vollendet. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät für das Formpressen von Schattenmasken, und zwar insbesondere für eine Farbkatodenstrahlröhre, und spezieller ein solches Verfahren und Gerät für die Formung von Schattenmasken, die für eine rechtwinklig-planare Farbbildröhre bestimmt sind.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Bei einer Farbbildröhre ist die Schattenmaske eine perforierte leitende Schicht, die hinter einem Schirmträger aufgebracht ist und eine ähnliche Kontur wie der Schirmträger hat, so daß drei Elektronenstrahlen nur auf den farbemittierenden Phosphor auftreffen, der auf dem Schirmträger aufgebracht ist. Gewöhnlich wird eine herkömmliche sphärisch gekrümmte, d. h. gewölbte Schattenmaske aus einem Rohling gebildet, wobei dieser Rohling als erstes zwischen einem Kissen und einem Schnittstempel mit einer Einspannvorrichtung am Umfang festgeklemmt wird. Kissen und Schnittstempel haben die Kontur, die jener gewünschten Maskenkontur entspricht, die die Maske erhalten soll; das heißt, es wird eine Zugabe für das nach der Formung auftretende elastische Rückfedern gemacht. Der Schnittstempel wird dann auf das Kissen zu bewegt, wobei der Maskenrohiing zur Erzielung der gewünschten Maskenkontur gestreckt wird.

In jüngster Zeit wurde das Interesse auf die rechtwinklig-planare Farbbildröhre gerichtet, wie sie beispielsweise in der US-Patentanmeldung 469774 vom 26. Februar 1983 vorgestellt wurde. Jene Anmeldung offenbart eine Katodenstrahlröhre mit unterschiedlichen Schirmträgerkrümmungen längs ihrer Haupt- und Nebenachse, so daß sich Schirmflächen mit einem pianaren Rand und ein flacheres Äußeres für den Röhrenschirm ergeben. Die Schattenmaske für eine solche rechtwinkligplanare Röhre hat längs der Haupt- und Nebenachsen auch beträchtlich unterschiedliche Krümmungen. Wenn die obenbeschriebene Umformtechnik für die rechtwinklig-planare Röhrenschattenmaske eingesetzt wird, dann entstehen auf Grund des überschüssigen Materials In der Nähe der Enden der Hauptachse (längere Achse), d. h. längs der kurzen Seiten der Maske Falten. Der Grund dafür ist, daß in der Nähe der Enden der Hauptachse die Krümmung parallel zur Nebenachse nahezu Null ist. Da die Enden längs der kurzen Seiten durch gekrümmte Hohlformen gehalten werden, nimmt der Markenrohling eine gekrümmte Form an. Wenn versucht wird, das gekrümmte Formteil in eine gerade Form zu pressen, ist überschüssiges Material vorhanden und es entstehen somit Falten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Ein erfindungsgemäßes Gerät umfaßt einen Schnittstempel und ein Kissen, die beide die gleiche Umrißform haben, sowie ein Paar Hohlformen, die den Schnittstempel bzw. das Kissen aufnehmen. Die Hohlformen haben die entgegengesetzte zur Umrißform von Schnittstempel und Kissen passende Umrißform. Ein erfindungsgemäßes Verfahren umfaßt das teilweise Stanzen der Maske, während die Maske zwischen den Haltewerkzeugen (Hohlformen) eingespannt ist. Die Maske wird anschließend ausgespannt, und der Stanzvorgang wird vollendet

Die vorliegende Erfindung beseitigt das obenbeschriebene Problem der Faltenbildung.

Ausfuhrungsbeispiele ~

In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 eine auseinandergezogene isometrische Ansicht von Schnittstempel, Kissen sowie den beiden Hohlformen; Figur 2 eine Vorderansicht eines Maskenrohlings mit Linien, die angeben, wo die verschiedenen Querschnittsabmessungen gemessen wurden; und die

Figuren 3(a) bis 3 (I) Querschnitte, die längs der Linien gemäß Fig. 2 dargestellt wurde.

Fig. 1 (fortschreitend von unten nach oben) ein Kissen 10, eine untere Hohlform 12, diecas Kissen 10 in einer Mittenöffnung 13 derselben aufnimmt, eine obere Hohlform 14, die zur unteren Hohlform 12 paßt, sowie einen Schnittstempel 16, der in einer Mittenöffnung 18 der oberen Hohlform 14 aufgenommen wird. Die Teile 10,12,14 und 16 werden vorzugsweise aus Stahl hergestellt. Die Teile 10 und 16 haben ein Seitenverhältnis von 4:3, damit eine in herkömmlicher Weise proportionierte Schattenmaske geformt werden kann. Das „Seitenverhältnis" ist das Verhältnis zwischen Breite und Höhe der Schattenmaske, wenn sie sich in ihrer normalen senkrechten Stellung in der Bildröhre befindet. Es muß erwähnt werden, daß der Übersichtlichkeit halber verschiedene Einzelheiten der Teile 10,12,14 und 16 wie beispielsweise Löcher für die Aufnahme von Stiften für die Anordnung der Schattenmaske und die Gewindelöcher für die Aufnahme der Bolzen für die Befestigung dieser

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sile an der (nicht dargestellten) Presse, die alle auf diesem Fachgebiet bekannt sind, weggelassen wurden. Die Presse kann eine 30-Tonnen-Ausführung (annähernd 180 metrische Tonnen) der Firma Watson-Stillman sein. Es können auch Pressen eingesetzt erden, die von anderen Herstellern produziert werden.

as Kissen 10 hat eine konkave Oberseite 20, die in zwei Dimensionen gekrümmt ist, wie dies durch die gekrümmten Strichlinien I und 24 angezeigt wird. Die Ränder 26 und 30 des Kissens 10 sind konvex gekrümmt, wogegen die Ränder 28 und 32 konkav »krümmt sind. Da die Linie 22 konkav gekrümmt ist, wogegen die Ränder 26 und 30 konvex gekrümmt sind, kommt es zu zwei rümmungsumkehrungen (d. h. zur Entstehung von nahezu geraden Linien) parallel zur Nebenachse in der Nähe der kurzen eiten. Die Ränder 26,28,30 und 32 grenzen den Außenumfang des Kissens 10 ab.

ie untere Hohlform 12 umfaßt die Seitenabschnitte 34 und 36 mit im wesentlichen geraden Oberseiten (im Gegensatz zu den skrümmten Oberseiten entsprechend dem Stand der Technik) sowie Seitenabschnitte 38 und 40 mit konkav gekrümmten berseiten. Die inneren oberen Ränder 50,52,54 und 56 der betreffenden Seitenabschnitte 34,36,38 und 40 begrenzen den nenrand-Umriß der Hohlform 12.

ie obere Hohlform 14 umfaßt die Seitenabschnitte 42 und 44 mit im wesentlichen geraden Unterteilen (im Gegensatz zu den skrümmten, dem Stand der Technik entsprechenden Unterteilen) und Seitenabschnitte 46 und 48 mit konvex gekrümmten nterteilen und einer Krümmung, die zur Oberseite der Seitenabschnitte 38 und 40 der Hohlform 12 paßt. Auf diese Weise innen die Hohlformen 12 und 14 zusammengesetzt werden, ohne daß ein Zwischenraum bleibt (unter der Annahme, daß die shattenmaske nicht vorhanden ist). Die inneren unteren Ränder 58,60,62 und 64 der Seitenabschnitte 42,44,46 bzw. 48 sgrenzen den Innenrandumriß der Hohlform 14.

ie Hohlform 16 umfaßt eine konvexe Unterseite 66, die in zwei Dimensionen gekrümmt ist, wie dies durch die gekrümmten nien 68 und 70 angegeben wird. Die Krümmung der Linien 68 und 70 paßt zu jener der Linien 24 bzw. 22 der Oberfläche 20 des issens 10. Auf diese Weise können das Stempelkissen 16 und das Kissen 10 aufeinandergesetzt werden, ohne daß ein /vischenraum bleibt (unter der Annahme, daß die Schattenmaske nicht vorhanden ist).

ie Ränder 72,74,76 und 80 begrenzen den Außenumriß des Schnittstempels 16. Die Seitenränder 74 und 80 sind konkav skrümmt, wogegen der vordere Rand 72 und der hintere Rand 76 konvex gekrümmt sind.

gur 2 zeigt einen Maskenrohling 78, der aus Stahl hergestellt wurde. Wie auf diesem Fachgebiet bekannt, haben die laskenrohlinge 78 Öffnungen wie beispielsweise nicht dargestellte Längsschlitze oder (nicht dargestellt) runde Löcher für den /veck der Farbauswahl. Die Nebenachse ist mit A-A, die Diagonale mit A-B und die Hauptachse mit A-C gekennzeichnet. Bei nsatz einer dem Stand der Technik entsprechenden Maschine mit gekrümmten Oberflächen der Seitenabschnitte 34 und 36 )wie gekrümmten Unterflächen der Seitenabschnitte 42 und 44 würde es bei der Formung von rechtwinklig-planaren :hattenmasken etwa in den mit 82 und 84 gekennzeichneten Bereichen zur Faltenbildung der Schattenmasken kommen. Der rund dafür ist darin zu suchen, daß diese Bereiche durch die gekrümmten Ober- und Unterseiten der Seitenabschnitte äkrümmt sind, wogegen jener Abschnitt der Bereiche 82 und 84, die nicht an den Rändern liegen, nahezu geradlinig werden, so äß sich das überschüssige Material in Falten legt.

gur 3 zeigt Querschnitte längs der Nebenachse, der Diagonalen und der Hauptachse in der Nähe der Schattenmaske während iterschiedlicher Stufen des Maskenformprozesses. Es muß erwähnt werden, daß die diagonal gegenüberliegenden Ränder in eicher Weise gestaltet sind. Insbesondere entstanden die Figuren 3(a), (d), (g) und (j) längs der Nebenachse A-A, die Figuren b), (e), (h) und (k) längs der Diagonalachse A-B, und die Figuren 3(c), (f), (i) und (I) längs der Hauptachse A-C. Es ist ersichtlich, äß die Hohlformen 12 bzw. 14eine Feder 86 und eine dazu passende Nut 88 aufweisen, diefür die Sicherung der Maskenrohlinge i bestimmt sind. Diese Teile werden der Einfachheit halber in Figur 1 nicht gezeigt.

e Figuren 3 (a), (b) und (c) zeigen den Vorgang während eines anfänglichen Einspannschrittes. Der flache Maskenrohling 78 ird auf die untere Hohlform 12 aufgelegt, und die obere Hohlform 14 wird durch eine (nicht dargestellte) Presse nach unten swegt, um den flachen Maskenrohling 78 zwischen der unteren Hohlform 12 und der oberen Hohlform 14 einzuspannen. Im . askenrohling 78 wird durch die Feder 86 eine Kehlung sowie die Nut 88 gebildet. Figur 3(c) zeigt, daß der Rand des Kissens 10 ähezu in gleicher Ebene mit dem Rand 52 der Hohlform 10 liegt, aber der Rand 28 und eine Ecke 29 unterhalb des Dhlformrandes54bzw. einer Ecke 39 liegen, wie dies in den Figuren 3(a) und (b) dargestellt wird. Der Schnittstempel 16 ist bei esem Schritt nicht sichtbar, da ersieh weit oberhalb des Kissens 10 befindet.

e Figuren 3 (d), (e) und (f) zeigen den Vorgang während eines anfänglichen Formgebungsschrittes. Wie in Figur 3 (e) dargestellt, ird der Schnittstempel 16 mit der zwischen die obere Hohlform 14 und die untere Hohlform 12 eingeklemmten Maske 78 durch e Presse soweit nach unten gedrückt, bis der Schnittstempel 16 an der Ecke 39 in die Hohlform 12 eindringt. Da der :hnittstempel 16 und die untere Hohlform 12 entlang der Längsseiten die gleiche Umrißkontur haben, d.h. die Krümmung des andes 76 mit der des Randes 54 übereinstimmt, dringt der Schnittstempel 16 an den Längsseiten auch in die Hohlform 12 ein, ie dies in Figur 3 (d) gezeigt wird. Figur 3 (f) zeigt, daß der Schnittstempel 16 an den kurzen Seiten wegen der unterschiedlichen mrißkonturen des Stempels 16 und der unteren Hohlform 12 längs der kurzen Seiten nicht in die Hohlform 12 eindringt; d.h. der and 80 bleibt infolge der Krümmung des Randes 80 oberhalb des Randes 52. Deshalb Werden die Bereiche 82 und 84 in der Nähe jr Enden der Hduptr chse noch nicht umgeformt. Durch diesen anfänglichen Umformungsschritt werden etwa 90% des ofilierten Bereiches der Schattenmaske 78 gebildet. Da die kurzen Seiten des Maskenrohlings 78 durch die geraden oberen ander 34 und 36 der Hohlform 12 und die geraden unteren Ränder 42 und 44 der Hohlform 14 gehalten werden, ist dann, wenn e Maske 78 in die Konturen des Schnittstempels 16 gepreßt wird, kein überschüssiges Material im Bereich der ümmungsumkehr vorhanden und es entstehen deshalb auch keine Falten.

e Figuren 3 (g),(h) und (i) zeigen die Einzelheiten des Ausspannschrittes. Bei diesem Schritt befinden sich der Schnittstempel S, die untere Hohlform 12 und das Kissen 10 in den gleichen Stellungen zueinander wie beim vorangegangenen Schritt, wobei e obere Hohlform 14 durch die Presse um etwa 2 mm nach oben gezogen wird.

e Figuren 3 (j), (k) und (I) zeigen den letzten Umformungsschritt. Der Schnittstempel 16 wird durch die Presse weiter nach unten den Maskenrohling 78 und die untere Hohlform 12 hineingedrückt, damit die Formgebung des profilierten Bereiches des askenrohlings 78 in den Bereichen 82 und 84 abgeschlossen wird. Dies geschieht ohne Faltenbildung, da der Umfang der aske durch die Hohlformen 12 und 14 nicht mehr eingespannt ist. Der Maskensaum 90 erhält auch die gewünschte Form, und sr FaIz wird entfernt. Der Schnittstempel 16 wird dann durch die Presse nach oben bewegt, und die geformte Maske itnommen.

Claims (5)

1. Erfindungsanspruch:

   1. Gerät für die Umformung eines Stahlrohlings in eine Schattenmaske mit kurzen und langen Seiten, gekennzeichnet dadurch, daß das Gerät einen Schnittstempel (16) mit den Umrißlinien (72,74,76,80); ein Kissen (10) mit den Umrißlinien (26,28,30, 32) in einer dem Schnittstempel gegenüberliegenden Stellung; und ein Paar Hohlformen (14,12) für die Aufnahme des Schnittstempels bzw. des Kissens - wobei sich die beiden Hohlformen durch eine Umrißkontur auszeichnet, die durch den Innenrand (58,60,50,52) bestimmt wird, der sich zumindest längs einer seiner kurzen Seiten von der Umrißform des Schnittstempels und Kissens unterscheidet - umfaßt.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Hohlformen (14,12) beide längs ihrer kurzen Seiten eine durch den Innenrand (58,60; 50,52) bestimmte Umrißform aufweisen, und der Schnittstempel (16) und das Kissen (10) beide längs ihrer kurzen Seiten bogenförmig gekrümmte Umrißlinien (74,80; 26,30) aufweisen.
3. 3. Gerät nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die bogenförmig gekrümmte Umrißlinie (74,80) des Schnittstempels (16) längs der kurzen Seite konkav ist, und die bogenförmig gekrümmte Außenlinie (26,30) längs der kurzen Seite des Kissens (10) konvex ist.
4. 4. Verfahren für die Formgebung einer Schattenmaske, das durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist: Einspannen eines Schattenmaskenrohlings (78) an seinen Umfang; Stanzen der Maske, um insbesondere einer Maskenoberfläche, die Löcher aufweist, ein gewünschtes Profil zu geben; Ausspannen der Maske; und Stanzen der Oberfläche, die Löcher aufweist, um den Vorgang der Umformung, durch die die Maske das gewünschte Profil erhalten soll, abzuschließen.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch den Schritt der Formung eines Saumes (90) am Maskenrohling (78).

   Hierzu 2 Seiten Zeichnungen