DE1589653C - Verfahren zum Nachverformen von ge preßten Frontscheiben für Kathodenstrahl rohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachformen wenigstens der inneren Oberfläche von gepreßten Frontscheiben für Kathodenstrahlröhren.

Bei allen Glasverarbeitungsprozessen ist zur Verhütung von Glasbruch sorgfältig auf die Vermeidung von inneren Spannungen zu achten, zumal diese häufig erst nach längerer Lager- und Betriebszeit, insbesondere bei Auftreten zusätzlicher mechanischer und thermischer Beanspruchungen, zur Zerstörung des Glases führen können.

Aus dem Buch »Werkstoffkunde der Hochvakuumtechnik«, Bd. II, W.Espe, Berlin, 1960, S. 255 bis 266, ist bekannt, daß die in durch Pressen geformten Glasteilen herrschenden Spannungen durch besondere Temperverfahren beseitigt werden können. Dabei werden die Teile auf mindestens 5° C über die obere Entspannungstemperatur erhitzt, da eine Ent^ Spannung unterhalb dieser Temperatur in der praktisch zur Verfügung stehenden Zeit nicht möglich ist.

Aus der USA.-Patentschrift 2 984 941 geht hervor, daß derartige Entspannungsverfahren bereits für die Nachbehandlung gepreßter Frontscheiben von Kathodenstrahlröhren angewendet werden.

Bei der Massenproduktion von Kathodenstrahlröhren, insbesondere von Farbfernsehröhren, ist eine genaue Einhaltung der Form der inneren Oberfläche ■ des Bildfensters erforderlich. Um daher die Genauigkeit der preßgeformten Bildschirme zu erhöhen und so den Prozentsatz von Ausschuß zu verringern, sollte es vorteilhaft sein, wenigstens die Bildschirme nachzuverformen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht also in der Schaffung eines Verfahrens zum spannungsfreien Nachverformen von preßgeformten Frontscheiben für Kathodenstrahlröhren, insbesondere für Farbfernsehröhren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Verfahrensschritte gelöst:

1. Erwärmen wenigstens des Bildfensters der Frontscheibe derart, daß die Temperaturen der äußeren bzw. der inneren Oberfläche des Fensters nach dem Einsetzen der Frontscheibe in einen Formungsapparat etwa gleich der Erweichungs- bzw. oberen Entspannungstemperatur des für die Frontscheibe verwendeten Glases

. sind und daß die zu den beiden Oberflächen planparallelen Schichten im Inneren des Fensters Flächen gleicher Temperatur sind,

2. Aufsetzen der inneren Oberfläche der Frontsch'eibe auf eine Form, die etwa die obere Entspannungstemperatur des Frontscheibenglases aufweist und deren Form genau der gewünschten Form der inneren Oberfläche der Frontscheibe entspricht, ,.

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3. unmittelbar nach Beendigung des Verfahrensschrittes 2 Anlegen eines federnden, membranartigen Hitzeschildes, über dem eine hermetisch dichte Membran liegt, an die äußere Oberfläche der Frontscheibe,

4. Ausüben eines Druckes auf die der Frontscheibe abgewandte Oberfläche der hermetisch dichten Membran derart, daß diese Membran den Hitzeschild gegen die Frontscheibe und somit der Hitzeschild die innere Oberfläche der Frontscheibe gegen die Form preßt, und gleichzeitiges Kühlen der Membran, wodurch der Hitzeschild und die Frontscheibe ebenfalls gekühlt werden,

5. Aufrechterhalten des Druckes bis zum Abkühlen der Frontscheibe auf die Temperatur der Form und

6. Beenden des Druckes und Abheben der Membran und des Hitzeschildes.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel an Hand der Zeichnung beschrieben. Der Ausdruck Druckmedium oder Druckmittel od. dgl. umfaßt dabei Druckluft, andere Druckgase und Druckflüssigkeit.

F i g. 1 zeigt eine Draufsicht auf einen Apparat zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

F i g. 2 ist ein Schnitt nach der Linie II-II in F i g. 1 und illustriert verschiedene Schritte in Ausübung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

An einem Ende, einer Plattform 1 sind nach oben weisende Ständer 3,4 vorgesehen. Diese tragen an ihrer Oberseite Lager 3 a, Aa zur Aufnahme der Drehachse 5 eines Gelenkes.

Fig. 1 zeigt eine leicht gewölbte runde Platte 10 aus starrem Material, wie Aluminium, Stahl od. dgl., mit einem äußeren Umfangsring 10 a. Im Mittelpunkt der Platte 10 ist ein Durchgangskanal 13 vorgesehen. An der Peripherie der Platte 10 sind vier äquidistante Durchgänge 16, 17, 18, 19 mit kleinerem Durchmesser als" der des Durchgangs 13 vorgesehen.

Der Außenrand einer runden elastischen oder federnden, hitzebeständigen und undurchlässigen Membran 21 (F i g. 2) vom selben Durchmesser wie die Platte 10 ist gegen die Unterseite 10 b des Randes 10a der Platte 10 gedrückt und mittels Klemmring 22 und Klemmschrauben 23 an dem Außenrand 106 der Platte 10 befestigt. Die Membran 21 kann beispielsweise aus Silicon-Gummi sein.

An der Unterseite der Membran 21 ist ein membranartiger Hitzeschild 25 von geringfügig kleinerem Durchmesser aus hitzebeständigem Material wie Asbesttuch angeordnet. Der Hitzeschild 25 ist federnd in seiner Stellung unterhalb der Membran 21 von einer Vielzahl von Schraubenfedern 25 a gehalten.

Die Platte 10 hat ferner zwei Rippen 26, 26 a, die sich an einer Seite der Platte jenseits ihres Randes 10 a erstreckt und an ihren Enden ein Lager 26 b trägt, durch welches sich die zuvor genannte Achse 5 erstreckt, mittels welcher die Platte 10 an den Lagern 3 α der Lagerböcke 3, 4 angelenkt ist. Durch diese Ausbildung wird die Platte 10 von den aufrechten ,Lagerböcken 3 und 4 gehalten, wobei die Platte 10 aus einer horizontalen Lage nach F i g. 2 bis zu wenigstens einer vertikalen Lage schwenkbar ist. An der dem Lager 26 b gegenüberliegenden Seite ist ein Ansatz 27 ausgebildet, der ein Auflager für einen Druckbolzen 28 einer Druckvorrichtung 29 bildet.

Die Plattform 1 trägt an ihrem den Lagerböcken 3, 4 gegenüberliegenden Ende Stützen 32, 33, die beispielsweise an der Plattform angeschweißt sein können. Durch miteinander fluchtende Bohrungen am unteren Ende der Druck- bzw. Klammervorrichtung 29 sowie der Stützen 32, 33 ist ein Drehzapfen 34 hindurchgesteckt, so daß die Klammervorrichtung 29 aus ihrer vertikalen Betriebslage herausschwenkbar ist. Das untere Ende des Bolzens 28 drückt gegen den Ansatz 27 an der Platte 10. Damit wird auf die Platte 10 in horizontaler Lage ein Druck ausgeübt, was nachfolgend näher erläutert wird.

Ein Ständer 37 ist auf der Plattform 1 angeordnet.

üh- Eine Heizplatte 52 für die Form entspricht mit peratur an der inneren Oberfläche der Frontscheibe,

der ihrem äußeren Umfang dem Randbereich der Front- und der Heizstrom wird unterbrochen, falls dies

scheibe. Auf der Heizplatte 52 ist die Form 53 auf- nicht schon geschehen ist. Fällt jedoch die Tempe-

_;m_ !gesetzt, deren Durchmesser dem Durchmesser des . ratur an der Oberfläche 53a unterhalb 540° C, so

Randes der Frontscheibe entspricht. Die Oberseite 5 wird der Strom wieder eingeschaltet, um die Tem-

53a der.Form 53 entspricht genau der gewünschten peratur auf ungefähr. 540° C zu halten. Die Tempe-

Form, welche die Innenseite der Frontscheibe haben ratur auf der inneren Oberfläche der Platte muß

soll. Die Form 53 hat einen möglichst kleinen verti- genau eingehalten werden, wenn eine Vielzahl gleich-

kalen Querschnitt. artiger Frontscheiben geformt werden soll. Bei Tem-

Die Heizplatte 52 und Form 53 sind vorzugsweise io peraturschwankungen stimmt die Form der Front'.ick
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aus keramischem Material mit geringer Expansion scheiben nicht mehr genau überein,
hergestellt, und die Höhe des Ständers 37 und der Nach dem genauen Einsetzen der Frontscheibe 40 Platte 52 ist so, daß die Oberseite 53 a der Form 53 auf die Form 53 wird die Platte 10 in ihre horizonsich oberhalb des Randteiles 10α der Platte 10 be- tale Position zurückgeschwenkt (Fig. 2). Der Hitzefindet, wenn sich die Platte gemäß F i g. 2 in horizon- 15 schild 25 liegt nun auf der Außenseite der Fronttaler Lage befindet, scheibe auf, wobei die Federn 25 a gedehnt werden, Unterhalb der oberen Oberfläche der Heizplatte so daß sich der Hitzeschild 25 straff über die Front-52 ist ein elektrisches Heizelement eingebettet, wel- scheibe legt, während gleichzeitig die Membran 21 ches elektrische Widerstandsheizspulen 54 aufweist, sich straff über den Hitzeschirm 25 legt. Sobald die die gleichmäßig über die Heizplatte 52 verteilt sind, 20 Platte 10 sich also in ihrer horizontalen Lage befinum eine gleichmäßige Erhitzung der Form 53 zu det, sind die Glieder 21 und 25 straff und dicht über gewährleisten. Ein Thermoelement 56 erstreckt sich die Frontscheibe gespannt. Die Klemmvorrichtung vertikal nach oben durch das Zentrum der Heizplatte 29 wird dann betätigt, um die Platte 10 in ihrer hori-

52 und der Form 53 bis an die Oberfläche 53 α und zontalen Lage zu halten.

zeigt somit die Temperatur an der Oberfläche der 25 Der Kanal 13 im Zentrum der Platte 10 ist mit

Form 53 an. Die Temperatur kann über eine Kon- einem Druckregelventil 43, die Kanäle 16 und 17

trollvorrichtung geregelt werden. sind mit seitlichen Kontrollventilen 41, 42 und die

Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfah- Kanäle 18 und 19 sind ebenfalls mit Ventilen ver-

ren im einzelnen beschrieben. . bunden, die jedoch der Übersichtlichkeit halber nicht

Die zu formende Frontscheibe 40 hat eine Dicke 30 dargestellt sind. Das Ventil 43 wiederum ist mit

von etwa 1 cm. Sie ist aus Glasmaterial mit einer einer Druckmittelquelle verbunden, beispielsweise

Erweichungstemperatur von ungefähr 680° C, einer mit einer Druckluftquelle von ungefähr 2,8 bis 3,5 kg

Anlaßtemperatur von ungefähr 540° C und einer pro qcm. Die andere Seite der Ventile 41, 42 führt

Entspannungstemperatur von ungefähr 475° C ge- zu einem entsprechenden Reservoir oder zur freien

preßt. Diese Frontscheibe wird vorzugsweise un- 35 Atmosphäre. Umgekehrt könnte auch Ventil 43 mit

n- mittelbar von der Preßform entnommen, solange der Atmosphäre oder einem Reservoir verbunden

ihre Temperatur noch oberhalb der Entspannungs- sein, während das Druckmittel durch Kanäle 16, 17,

/ie temperatur ist. Wenn die Frontscheibe jedoch zuvor 18 und 19 mit der Druckmittelquelle verbunden

id abgekühlt war, wird sie gleichmäßig wieder über die wird.

on Entspannungstemperatur des entsprechenden Glases 40 Nach dem Schließen der Platte 10 wird der Druckerhitzt. In jedem Fall ist eine Temperatur zwischen raum 50 zwischen Platte 10 und Membran 21 über ie ungefähr 490 und 540° C erforderlich. Ventil 43 mit dem Druckmittel beaufschlagt. Gleich- * α Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, für eine zeitig werden die Ventile 41, 42 wenigstens zum Teil 5t, gleichmäßige Erhitzung die Frontscheibe mit der geöffnet, so daß ein Teil des Druckmittels zur freien r- äußeren Oberfläche nach oben in einen Vor- 45 Atmosphäre entweicht. Dabei wird aber ein Druck ~n erhitzungsofen mit oberen, gasbefeuerten Strahlungs- in der Druckkammer 50 von ungefähr 1,4 bis 1,8 kg se brennern bei einer Temperatur von ungefähr 725° C pro qcm aufrechterhalten.

m einzusetzen, wobei die Decke eines solchen Glüh^j Der Druck in der Druckkammer 50 preßt die

10 ofens auf einer Temperatur von 1100 bis 1200° C Membran 21 gegen das Teil 25 und dieses gegen die

:u gehalten wird. Nach ungefähr 3 Minuten befindet 50 Frontscheibe 40, deren Unterseite bzw. innere Seite

sich die äußere Oberfläche der Frontscheibe auf wieder gegen die Oberseite 53 α der Form 53 gepreßt

in ungefähr 700° C und die innere Oberfläche auf wird, wodurch die Frontscheibe bzw. seine innere

:n ungefähr 620° C. Diese. Temperaturen sind oberhalb Oberfläche auf genau die gewünschte Form gebracht

der Anlaßtemperatur des betreffenden Glases. Bei wird. Das durch die Druckkammer 50 hindurch-

r- j der Überführung der Frontscheibe vom Vor- 55 fließende Druckmittel bewirkt gleichzeitig eine

3, j erhitzungsofen zu der erfindungsgemäßen verwen- Kühlung.

:n deten Vorrichtung nimmt die Temperatur um etwa Während der beschriebenen Operation wird die

η 20 bis 30° C ab. Temperatur der inneren Oberfläche der Frontscheibe

!- Während der Erhitzung der Frontscheibe wird die 40 schnell auf die Temperatur der Form 53 gesenkt, η obere Oberfläche 53 α der Form 53 mittels der Heiz- 60 also auf die Anlaßtemperatur des entsprechenden

1- platte 52 auf einer Temperatur von etwa 540° C, Glases. Gleichzeitig wird die äußere bzw. obere

i- also auf etwa der Anlaßtemperatur des entsprechen- Oberfläche der Frontscheibe fast noch schneller

8 · den Glases gehalten. Nach dem Vorerhitzen wird durch den Hitzeschirm 25, der sich zuvor auf der

it die Frontscheibe in den Apparat eingesetzt, dessen Umgebungstemperatur befand, abgekühlt. Der Hitze n Platte 10 sich in vertikaler Position befindet. Die 65 schirm 25 wird zunächst mit großer Geschwindigkeit

t innere Oberfläche des Schirmes kommt auf die Form auf die Temperatur der äußeren Oberflache 40 a er-

53 (Fig. 2). Nach dem Einsetzen des Schirmes in hitzt; später wird langsamer erhitzt. Sodann wird t. die Form 53 zeigt das Thermoelement 56 die Tem- Wärme vom Hitzeschild 25 auf die Membran 21

übertragen, welche jedoch durch das kühlende Druckmittel in der Kammer 50 auf möglichst tiefer Temperatur gehalten wird. Der Hitzeschild 25 kühlt somit die Außenseite der Frontscheibe schnell ab und schützt die Membran 21 vor übermäßiger Hitze.

Die äußeren Oberflächen der Stirnfläche 40 α der Frontscheibe und des Hitzeschirmes 25 nehmen in ungefähr einer Minute, die Temperatur der inneren Oberfläche der Frontscheibe bzw. der Form 53 an. Nach diesem Temperaturausgleich wird das Druckmittel vom Kanal abgeschaltet und mittels Ventil 43 ein Vakuum angelegt. Die Ventile 41, 42 werden gleichzeitig geschlossen. Die Membran 21 wird dadurch vom Hitzeschild 25 abgehoben und gegen die Platte 10 gesaugt, wo sie weiter abgekühlt wird. Der Formungsprozeß ist nun beendet. Die Platte 10 wird wieder in vertikale Stellung verschwenkt, und die Frontscheibe 40 wird von der Form 53 zur weiteren Abkühlung abgehoben oder — vorzugsweise — unmittelbar in einen Vergütungsapparat bekannter Art eingegeben. . .

Vorzugsweise werden die bei photographischen Verfahren zur Aufbringung von Phosphorpartikeln auf die innere Oberfläche der Frontscheibe notwendigen Stifte zum Halten der Blende in die innere Wandung des abgebogenen Randes 40 b der Frontscheibe 40 eingesetzt, und zwar während des späteren Teiles der Formgebung mit Hilfe des Druckmediums. Der Schirm braucht dann zum Einsetzen dieser Stifte nicht mehr nachträglich wieder erhitzt zu werden. Außerdem wird durch das Einsetzen der Stifte bei dem endgültigen Formen gewährleistet, daß sie in genau der vorgesehenen Anordnung und Stellung eingesetzt werden. Um dieses Einsetzen der Tragstifte zu gewährleisten, kann die Heizplatte 52 an ihrer Peripherie mit einer Vielzahl von Ausnehmungen versehen sein, in welchen Vorrichtungen zum Einsetzen der Stifte untergebracht sind. Solche Vorrichtungen zum Einsetzen der Stifte sind bekannt. Während des späteren Teiles der erfindungsgemäßen . Nachverformung befindet sich der Randbereich der Frontscheibe auf einer für das Einsetzen der Stifte vorteilhaften Temperatur.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Nachformen wenigstens der inneren Oberfläche von gepreßten Frontscheiben für Kathodenstrahlröhren, gekennzeichne durch die folgenden, in der angegebene: Reihenfolge durchlaufenen Verfahrensschritte:

1. Erwärmen wenigstens des Bildfensters de Frontscheibe derart, daß die Temperature! der äußeren bzw. der inneren Oberfläcrn des Fensters nach dem Einsetzen der Front scheibe in einen Formungsapparat etw; gleich der Erweichungs- bzw. oberen Entspannungstemperatur des für die Frontscheibe verwendeten Glases sind und da£ die zu den beiden Oberflächen planparalleler Schichten im Inneren des Fensters Flächer gleicher Temperatur sind,

2. Aufsetzen der inneren Oberfläche der Frontscheibe auf eine Form, die etwa die obere Entspannungstemperatur des Frontscheibenglases aufweist und deren Form genau der gewünschten. Form der inneren Oberfläche der Frontscheibe entspricht,

3. unmittelbar nach Beendigung des Verfahrensschrittes 2 Anlegen eines federnden, membranartigen Hitzeschildes, über dem eine hermetisch dichte Membran liegt, an die äußere Oberfläche der Frontscheibe,

4. Ausüben eines Druckes auf die der Frontscheibe abgewandte Oberfläche der hermetisch dichten Membran derart, daß diese Membran den Hitzeschild gegen die Frontscheibe und somit der Hitzeschild die innere Oberfläche der Frontscheibe gegen die Form preßt, und gleichzeitiges Kühlen der Membran, wodurch der Hitzeschild und die Frontscheibe ebenfalls gekühlt werden,

5. Aufrechterhalten des Druckes bis zum Abkühlen der Frontscheibe auf die Temperatur der Form und

6. Beenden des Druckes und Abheben der Membran und des Hitzeschildes.

- 2. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß während des Nachformens der Frontscheibe in die innere Wandung des abgebogenen Randes der Frontscheibe Haltestifte eingesetzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frontscheibe im Anschluß an die Nachverformung durch ein bekanntes Temperverfahren entspannt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen