DE1913566B2

DE1913566B2 - Verfahren zum Anbringen einer Implosionsschutzanordnung um den Kolben einer Fernsehbildröhre

Info

Publication number: DE1913566B2
Application number: DE1913566A
Authority: DE
Inventors: Hendrik Bongenaar; Theodorus Cornelis Gerardus Doreleijers
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1968-04-13
Filing date: 1969-03-18
Publication date: 1978-09-14
Also published as: US3708369A; FR2006186A1; CH489898A; BE731439A; DE1913566A1; DE1913566C3; NL6805299A; GB1204109A; NL154864B; AT284217B; ES365929A1

Description

Verfahren zum Anbringen einer Implosionsschutzanordnung um den Kolben einer Fernsehbildröhre.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Anbringen einer Implosionsschutzanordnung um den Kolben einer Fernsehbildröhre mit den im Oberbegriff des Patentanspruches 1 aufgeführten Merkmalen. Ein solches Verfahren ist aus der US-PS 33 50 154 bekannt

Aus der DE-PS 11 74 913 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ein Implosionsschutzrahmen um den Kolben einer Bildröhre angeordnet und danach der zwischen Kolben und Rahmen liegende Raum mit einem Füllstoff ausgefüllt wird. Bei diesem Verfahren haben die Toleranzen von Kolben und Rahmen keinen Einfluß auf ίο die Anordnung des Rahmens oder auf die Implosionsschutzwirkung. Die benötigte Füllstoffmenge, meistens ein Kunstharz, ist jedoch erheblich. Dieses Verfahren beschränkt sich auch nur auf einen Rahmen, der die Bildfensterfläche des Frontglases begrenzt Weil überdies kein nennenswerter Druck auf den Kolben ausgeübt wird, reicht dieser Schutz nicht aus bei Röhren, bei denen der zwischen der Formteilungsnaht und dem Bildfenster befindliche Teil des Frontglases aus dem Implosionsschutzrahmen hinausragen soll.

Ein derartiger Implosionsschutz wird durch die Anordnung eines Spannbandes um den weitesten Teil des Kolbens erhalten, wenn das Spannband mit einer Kraft über 700 kg angezogen wird. Beim Anziehen des Spannbandes kann jedoch infolge der Reibung, die das Spannband insbesondere an den Ecken eines rechteckigen Frontglases erfährt, eine in Umfangsrichtung ungleichmäßige Zugkraft im Spannband entstehen.

Dies läßt sich aber dadurch vermeiden, daß ein Ringband oder ein Bandrahmen erhitzt und auf den Kolben aufgeschrumpft wird, wie in der US-PS 27 85 820 gezeigt. Infolge der Toleranzen von Kolben und Rahmen treten jedoch große Abweichungen in der erhaltenen Zugkraft im Band auf. Außerdem wird der Kolben im allgemeinen vorgewärmt werden müssen, damit die Gefahr, daß das Glas beim Auflegen des heißen Bandes springt, vermieden wird. Denn eine Erwärmung des Rahmens bis über 400" C ist notwendig, damit auch bei der ungünstigsten Kombination der Toleranzen von Kolben und Rahmen eine ausreichende Zugspannung im Rahmen erhalten wird. Es besteht außerdem noch die Gefahr, daß der Bandrahmen nach der Abkühlung vom Kolben abspringt.

In der DE-PS 11 71 092 wird durch Verwendung eines sich dehnenden Füllstoffes Druck in einem zu weiten Bandrahmen erzeugt. Obschon der Einfluß der Toleranzen von Kolben und Rahmen dabei keine Rolle spielt, kann infolge der geringen Dicke der Füllstoffschicht der Druck jedoch nur gering sein und keinesfalls eine große Zugkraft im Rahmen verursachen. Für dieses Verfahren gilt also auch die obengenannte Beschränkung, daß sich der Rahmen bis zum Bildfenster erstrecken muß.

Diese Beschränkung gilt nicht für ein Verfahren nach der DE-AS 12 80 424, bei dem ein kalter Stahlrahmen mit kleineren Abmessungen als die des zu bedeckenden Teiles des Kolbens mit großer Kraft in axialer Richtung über den Kolben gedrückt wird, wobei das Material des Rahmens bis jenseits der Fließgrenze gedehnt wird. Dadurch kann zwar eine große Zugkraft im Rahmen erhalten werden, die unabhängig von den Toleranzen

^b0 von Kolben und Rahmen ist und der Kolben braucht nicht erwärmt zu werden, aber es besteht die Gefahr der Glasbeschädigung, da infolge des großen Druckes, mit dem der Stahlrahmen über das Glas reibt, jedes gegebenenfalls aufgebrachte Gleitmittel wenigstens

°'^J örtlich weggedrückt wird, so daß das Metall unmittelbar mit der Glasoberfläche in Berührung kommt und dieses einritzt.
Weiterhin ist aus der US-PS 33 50 154, auf die schon

eingangs hingewiesen worden ist, ein Verfahren zur Herstellung eines Implosionsschutzes für eine Fernsehbildröhre bekannt, bei dem ein Bandrahmen auf den Kolben aufgeschrumpft wird. Auch dieser Rahmen wird ohne Zuhilfenahme einer Zwischenschicht auf den Kolben aufgebracht, erst nach dem Aufbringen wird ein Haftstoff durch Löcher im Bandrahmen zwischen diesen Bandrahmen und den Kolben eingepreßt Nach dem Abkühlen weist dieser Bandrahmen eine Zugkraft von nur etwa 150 bis 200 kg auf. Lediglich an den Ecken des Frontglases, über denen der Bandrahmen einen geringeren Querschnitt aufweist, könnte der Werkstoff des Bandrahmens die Fließgrenze erreichen.

Von diesem Stand der Technik ausgehend, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Aufschrumpfverfahren für eine Implosionsschutzanordnung anzugeben, bei dem die durch das Aufschrumpfen gegebene thermische und mechanische Beanspruchung des Röhrenkolbens bti Vermeidung einer Vorerwärmung des Kolbens keine Beschädigung des Kolbens hervor mft und bei dem nicht nur an den Ecken, sondern auch zwischen diesen, also über den gesamten Umfang des Kolbens, eine hohe und annähernd gleichmäßig verteilte Zugkraft im Bandrahmen entsteht.

Zur Lösung dieser Aufgabe werden bei einem Verfahren der eingangs genannten Art nach der Erfindung Maßnahmen ergriffen, die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 im einzelnen angegeben sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können Maßnahmen ergriffen werden, wie sie in den Ansprüchen 2 bis 10 beschrieben sind.

Bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung ist es nunmehr möglich, beim Aufbringen des Implosionsschutzes, also beim Aufschrumpfen des Bandrahmens, eine Beschädigung ohne Vorerwärmen des Glaskolbens der Fernsehbildröhre zu vermeiden. Da die wärmeisolierende Schicht ein höheres Aufheizen der Spannbänder für den Implosionsschutz gestattet, ist es möglich, einen Bandrahmen zu verwenden, dessen öffnung im kalten Zustand kleiner ist als bei bekannten Verfahren, um dann durch das Aufschrumpfen auf die Fernsehbildröhre bzw. nach dem Abkühlen eine Zugkraft von mindestens 500 bis 700 kg zu erreichen, und zwar nicht nur an den Ecken, sondern, bedingt durch das Fließen des Bandrahmenmaterials, auch an den Längsseiten des Kolbens der Bildröhre bzw. des Frontglases. Die Anwendung der wärmeisolierenden Schicht hat weiterhin den Vorteil, daß sie nach dem Aufschrumpfen auch gleichzeitig noch als Haftschicht wirkt und damit verhindert, daß sich der Bandrahmen bzw. der Bandrahmen mit darüberliegendem Spannband während des Abkühlens vom Kolben löst, d. h. von diesem abspringt.

Erst danach, also nach dem vollständigen Abkühlen, kann noch ein zusätzlicher Haftstoff zwischen den möglicherweise in Richtung zum Röhrenhals überstehenden Rand des Bandrahmens und das Frontglas eingefüllt werden, denn nur nach dieser Seite könnte überhaupt ein Abspringen möglich sein, weil nämlich in Richtung zum Bildfenster die Formteilungsnaht eine Verschiebung völlig ausschließt.

Die Füllung mit dem Haftstoff beträgt nur etwa 100 g gegenüber 700 g bei einer Ausführungsform, die gemäß dem Verfahren nach der genannten DE-PS 11 74 913 hergestellt worden ist.

Eine Zugkraft von mindestens 500 bis 700 kg im Bandrahmen muß insbesondere für den Fall vorhanden sein, daß der Bandrahmen völlig an der Konusseite der Formteilungsnaht des Frontglases angeordnet wird. Eine hohe Zugkraft kann auch noch dadurch gesichert werden, daß der in der Nähe der Formteilungsnaht liegende Rand des Bandrahmens mit einem besonderen Spannband verstärkt oder dieser Rand umgeschlagen wird. Der Querschnitt des Rahmens muß mindestens 16 bis 22 mm² betragen, wenn die Fließgrenze bei etwa 33 kg/mm² liegt Bei einem aus Kohienstoffstahl mit einer Fließgrenze von 33 kg/mm² bestehenden Rahmen mit einem auf den Kolben drückenden Querschnitt von 20 mm² beträgt die Zugkraft bei Erreichen der Fließgrenze in demselben also 660 kg. Ein zusätzliches Spannband mit einem Querschnitt von 10 χ 0,8 mm über den Rahmen weist bei Erreichen der Fließgrenze eine Zugkraft von bereits (20 + 8) · 33 = 924 kg auf.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen teilweisen Schnitt durch einen Farbbildröhrenkolben,

F i g. 2, 3,4, 5 und 6 Querschnitte durch verschiedene Ausführungsformen eines Bandrahmens,
F i g. 7 eine schematische Anordnung zum Aufschrumpfen eines heißen Bandrahmenc um eine im übrigen völlig fertiggestellte Bildröhre.

In F i g. 1 ist ein Frontglas 1 einer Farbbildröhre mittels einer Glasurverschmelzungsnaht 3 mit einem Konus 2 verschmolzen. Im Frontglas 1 sind ein

ju Leuchtschrim 4 und eine Lochmaske 5 angeordnet

Zwischen der Formteilungsnaht 17 und der Verschmelzungsnaht 3 ist eine wärmeisolierende Schicht 6 aus Polyvinylazetat oder Epoxyharz angeordnet, auf der ein Bandrahmen 7 aufgeschrumpft worden ist. Um den Rand dieses Bandrahmens 7 in der Nähe der Formteilungsnaht 17 ist ein zusätzliches verstärkendes Spannband 8 angeordnet worden. Der verbleibende Raum zwischen dem Bandrahmen 7 und dem Kolben ist bis zur Verschmelzungsnaht 3 mit einem Haftstoff 18

w aufgefüllt. Vorzugsweise wird die Glasurverschmelzungsnaht 3 nicht mit Haftstoff bedeckt, damit Beschädigung der Glasurverschmelzungsnaht 3 durch die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des Haftstoffes 18 und des Glases vermieden wird. Bei einer direkten Glasverschmelzung des Konus 2 mit dem Frontglas 1, wie dies bei Schwarz-Weiß-Bildröhren erfolgt, kann der Haftstoff 18 völlig bis zum oberen Rand des Bandrahmens 7 angebracht werden.

Der Querschnitt des Bandrahmens 7 kann verschiedene Formen aufweisen, wie diese in den Fig.2 bis 6 dargestellt sind. In F i g. 2 ist ein verstärkendes Spannband 8 an der Außenseite um den Bandrahmen 7 angeordnet. In F i g. 3 ist der Rand 9 eines Bandrahmens 10 nach außen umgeschlagen, in F i g. 4 nach innen. In Fig.5 ist ein Spannband 12 in der durch die Umbördelung 11 gebildeten Falte des Bandrahmens 10 angeordnet, so daß das Spannband 12 durch die Umbördelung 11 festgeklemmt wird. F i g. ö zeigt eine ähnliche Konstruktion wie F i g 5, jedoch an der nach

b° innen liegenden Seite des Bandrahmens 10. Die Maße der Bandrahmen 7 bzw. 10 dieser Figuren sind beispielsweise 50 mm hoch und 0,8 mm breit, wobei eine Höhe von 25 mm auf dem Kolben ruht und somit im wesentlichen für den durch den Bandrahmen 7 bzw. 10

fi'i auf den Kolben ausgeübten Druck bestimmend ist. Der Querschnitt des Spannbandes 8 bzw. 12 beträgt beispielsweise 10 χ 0,8 mm.

Das Aufbrincen des ImDlosionsschutzes kann im

einzelnen wie folgt geschehen.

Ein stählerner Bandrahmen 7 mit dem Spannband 8 wird in einen Ofen 15 mit einer Heizspirale 19 auf 450° C erhitzt. Die kalte, im übrigen völlig fertiggestellte Bildröhre wird mit dem Bildfenster des Frontglases 1 nach unten durch eine schematisch dargestellte Greifvorrichtung 13 mit den Armen 14 festgehalten. Danach wird die Röhre in der dargestellten Lage in axialer Richtung in den heißen Bandrahmen 7, um den das heiße Spannband 8 liegt, heruntergelassen. Der Kolben ist zuvor mit einer wärmeisolierenden Schicht 6 versehen worden. Der Bandrahmen 7 mit dem Spannband 8 schiebt sich also über die auf dem Kolben befindliche und noch nicht erhärtete Epoxyschicht 6, bis das Frontglas 1 auf einen beispielsweise aus Gummi bestehenden Nocken 16 aufliegt. Dies bereitet keine Schwierigkeiten, weil der erhitzte Bandrahmen 7 bzw. 10 immer etwas größer ist als der Kolben. Dann wird die Heizung ausgeschaltet

Infolge der Hitze wird das Material der Schicht 6 weich und verbrennt sogar teilweise. Die Schicht 6 hat jedoch eine derartige wärmeisolierende Wirkung, daß die stoßartige Temperaturänderung, die der Kolben beim Einschieben in das heiße Band erfährt, in ausreichendem Maße gedämpft wird, so daß ein Springen des Glases vermieden wird. Die restlichen Teile der Schicht 6 werden nach dem Abkühlen fest oder durch die Wärme des Bandrahmens 7 bzw. 10 ausgehärtet, wodurch vermieden wird, daß der Bandrahmen 7 bzw. 10 vom Kolben abspringen kann, bevor der Haftstoff 18 in dem zwischen dem Kolben und dem Bandrahmen 7 bzw. 10 noch vorhandenen Raum gegossen ist und sich erhärtet hat. Vorzugsweise wird zur Erhöhung der Haftfähigkeit die Innenseite des Bandrahmens 7 bzw. 10 aufgerauht.
Weil der heiße Bandrahmen 7 bzw. 10 immer größer als der größte Durchmesser des kalten Kolbens ist, besteht keine Gefahr, daß sich Kratzer auf dem Glas bilden.

Zum Erreichen der Fließgrenze des Stahles des Bandrahmens 7 bzw. 10 und des Spannbandes 8 ist es

ίο notwendig, daß das Spannband 8 bei einem Innenumfang von etwa 1600 mm mindestens 3 mm schrumpft, was auch bei der ungünstigsten Kombination der Toleranzen, also beim kleinsten Kolben mit dem weitesten Bandrahmen 7 bzw. 10, der Fall sein muß. Im kalten Zustand hat der Bandrahmen 7 bzw. 10 bei den üblichen Toleranzen einen Innenumfang, der bei einer Frontglasdiagonale von 53 cm 3,5 bis 6,5 mm kürzer ist als der Kolbenumfang an der Formteilung. Die Toleranz für den Kolbenumfang beträgt ± 0,5 mm, das ist also insgesamt 1 mm und für den Bandrahmen 7 bzw. 10 insgesamt nur 0,33 mm. Bei einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Strahles des Bandrahmens 7 bzw. 10 von 143 · 10-⁶ Grad-'wird der Innenumfang bei einem Erhitzen von 20° C auf 450° C um etwa 9,8 mm größer, so daß auch bei der ungünstigsten Kombination von kleinstem Kolben und größtem Bandrahmen 7 bzw. 10 die Dehnung des Bandrahmens 7 bzw. 10 beim Abkühlen immer mehr als 3 mm beträgt

Der Bandrahmen 7 bzw. 10 kann in seinem Querschnitt auch noch die Form eines schmalen dicken Bandes aufweisen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Anbringen einer Implosionsschutzanordnung um den Kolben einer Fernsehbildröhre, bei dem zunächst ein Bandrahmen, dessen Öffnung dem Querschnitt des zwischen Bildfenster und Verschmelzungsnaht von Frontglas und Konus liegenden Umfangs des Kolbens im geometrischen Sinne ähnlich und im Ausgangszustand kleiner als der genannte Querschnitt ist, so weit erhitzt wird, daß seine öffnung größer ist als der genannte Querschnitt, bei dem dann der Bandrahmen durch Abkühlen auf den Umfang des Kolbens aufgeschrumpft wird und bei dem zwischen Bandrahmen und Röhre eine Schicht aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Aufschrumpfen mindestens derjenige Teil des Kolbens, auf den der Bandrahmen aufgeschrumpft wird, mit einer wärmeisolierenden Schicht bedeckt wird, und daß ein Bandrahmen verwendet wird, dessen Öffnung im Ausgangszustand um so viel kleiner als der genannte Querschnitt des Kolbens ist, daß beim Abkühlen des erhitzten Bandrahmens dieser mindestens bis zur Fließgrenze seines Materials gedehnt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als wärmeisolierende Schicht ein Kunststoff verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff ein beim Aufbringen noch nicht ausgehärteter Kunststoff verwendet wird, der während und nach dem Aufschrumpfen des Bandrahmens ausgehärtet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff Epoxyharz verwendet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Kunststoff Polyvinylazetet verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dab der Bandrahmen so breit gewählt und derart aufgeschrumpft wird, daß nach dem Schrumpfvorgang an der dem Konus zugekehrten Seite des Bandrahmens zwischen diesem Bandrahmen und dem Kolben eine keilförmige Spalte verbleibt.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die keilförmige Spalte mindestens zum Teil mit einem Haftstoff ausgefüllt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandrahmen völlig auf die Konusseite der Formteilungsnaht des Frontglases aufgeschrumpft wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Bandrahmen mit einem an der dem Konus abgekehrten Seite nach außen oder innen umgeschlagenen Rand aufgeschrumpft wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß um den aufgeschrumpften Bandrahmen ein Spannband angeordnet wird.