DE3115799C2 - Farbauswahlelektrode für Farbfernsehröhren und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents
Farbauswahlelektrode für Farbfernsehröhren und Verfahren zu ihrer HerstellungInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Masken-Rahmen-Kombination als Farbauswahlelektrode in einer Farbfernsehröhre und hat zur Aufgabe, ein vereinfachtes Fertigungsverfahren für eine solche Elektrode anzugeben. Die Lösung der Aufgabe erfolgt durch gemeinsame Querflächenbehandlung von Maske und Rahmen nach deren Verbindung durch erfindungsgemäß positionierte Punktschweißungen nach einem erfindungsgemäßen Temperaturprogramm. Hauptvorteile: Die neue Folge der Fertigungsschritte spart einen Durchlaufofen ein. Durch veränderte Maximaltemperatur ist das Zusammenfallen gering, so daß die Vorgabe des Maskenwerkzeugs festliegt.
Description
4,5
S A
2,4'
auf der kürzeren Seite der Maske für den Abstand B zwischen der Schweißstelle und der nächstgelegenen
Ecke der Maske die Bedingung
sowie für die Breite C des umgebogenen Randes (13), nahe dessen äußerer Begrenzungskante (14) die
Schweißstellen angebracht sind, die Bedingung
C>
1,6 · D
100
100
gilt, wobei D die Länge der Bildschirmdiagonale ist, und daß die an den Ecken der Maske befindlichen
Schweißstellen (9) beiderseits durch Entkopplungselemente (10, 11) von mechanischen Spannungen
entlastet sind.
2. Farbauswahlelektrode nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Entkopplungselemente
als Einschnitte (10) im umgebogenen Rand (13) ausgeführt sind.
3. Farbauswahlelektrode nach Anspruch I1 dadurch
gekennzeichnet, dpß die Entkopplungselemente als Ausschnitte (11) im umgebogenen Rand
(13) ausgebildet sind.
4. Verfahren zur Herstellung einer Farbauswahlelektrode nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem
die Teile (1,6 und 7) der Masken-Rahmen-Kombination zunächst miteinander verschweißt werden und
anschließend die Masken-Rahmen-Kombination als Einheit oberflächengeschwärzt und zugleich auch
thermisch stabilisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatureinwirkung zur Oberflächenschwärzung
und thermischen Stabilisierung so lange erfolgt, bis Maske (1) und Rahmen (6) bei einer gemeinsamen
Endtemperatur Te von 500 bis 600° C, vorzugsweise 570 bis 580° C, gleich heiß sind und die
Aufheizung zeitlich so erfolgt, daß der maximale Temperaturunterschied zwischen Rahmen und Maske
< ca. -j der gemeinsamen Endtemperatur Te beträgt,
und daß die Oberflächenschwärzung durch Gegenwart von Generatorgas als Ofenatmosphäre
bewirkt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Passivierung von Maske
(1) und Rahmen (6) durch Gegenwart von 2... 3% Sauerstoff in der Ofenatmosphäre erzeugt
wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß nach der thermischen Stabilisierung
und Oberflächenschwärzung die Abkühlung der Masken-Rahmen-Kombination (1, 6 und 7)
durch eine Verminderung der Heizleistung im Ofen und durch die Wahl des Zeitpunkts der Entnahme
aus dem Ofen soweit beschleunigt wird, daß die Temperatur des Rahmens innerhalb von ca. 4 Minuten
unter -ψ gefallen ist, und somit das Thermobimetall
der Befestigungsfederhalter (7a) seine Daten nicht unzulässig stark ändert.
Die Erfindung betrifft eine Farbauswahlelektrode für Farbfernsehröhren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
In einer Farbfernsehröhre üblicher Bauart müssen die drei Elektronenstrahlen die ihnen zugeordneten roten,
grünen und blauen Leuchtstoffbereiche des Bildschirms genau treffen. Die dafür notwendige winkelabhängige
Zuordnung der Farbbereiche zu den Elektronenstrahlen wird durch die sogenannte Maske erreicht. Vor jeder
Dreiergruppe von Farbstoffbereichen des Bildschirms befindet sich eine öffnung in der Maske, welche sich in
geringer Entfernung hinter dem Leuchtschirm befindet.
Die Anforderungen an die Genauigkeit der Lage und
der Abmessungen einer solchen Maske sind sehr hoch, denn die Zuordnung von Masken- und Bildschirmstruktür
muß bei der Herstellung in dem Gesamtbereich der Maskenfläche erreicht und während des Betriebs der
Röhre über deren gesamte Lebensdauer erhalten werden. Insbesondere darf sich während der Inbetriebnahme
durch die Erwärmung keine störende Lageänderung ergeben. Bisher hat man den Zusammenbau der Maske
mit ihrem Rahmen nach deren getrenntem Schwärzen vorgenommen, um dabei Maßänderungen infolge der
Temperatureinwirkung von ca. 600° C beim Schwärzen weitgehend ausgleichen zu können. Nach dem Zusammenbau
durch Punktschweißen wurde die Masken-Rahmen-Kombination bei ca. 450°C stabilisiert, womit innere
Spannungen im Werkstoff, die durch das Schweißen entstanden waren, vermindert wurden. Die zweimalige
Temperaturbehandlung von Maske und Rahmen in getrennten Arbeitsgängen und Geräten hat einen großen
Aufwand an Handhabung sowie die Notwendigkeit zur Bereitstellung von zwei Ofenanlagen verursacht, wobei
besonders erschwerend hinzukam, daß das getrennte Stapeln sowohl bei Masken als auch bei Rahmen während
der Wärmebehandlungen sehr leicht zum Verziehen unter deren Eigengewicht führt und somit die Stapelung
nicht zur Einsparung von Fertigungskapazität, also Fabrikationsraum und Vorrichtungsaufwand, ausgenützt
werden kann. Beim Zusammenschweißen von Maske und Rahmen und beim Anschweißen der Befestigungsfedern
war es infolge der beim Schwärzen auch schlecht stromleitend gewordenen Oberflächen nicht
möglich, Schweißspritzer zu vermeiden. Weiter von Nachteil war, daß bei der bisherigen Maximaltemperatür
beim Schwärzen eine hohe Nachverformung (»Zusammenfallen«) der Maske auftrat.
Aus der US-PS 33 51 996 ist ein Herstellungsverfahren
für Farbauswahlelektroden für Farbfernsehröhren
bekannt Hierbei erfolgt bei einer Farbauswahlelektrode der eingangs genannten Art, die jedoch keine Bimetallfederhaltcr
aufweist, eine Temperung des Rahmens und der Befestigungsfedern vor dem Zusammenbau.
Dann wird eine gleichzeitige Oberflächenschwärzung und Stabilisierungstemperung bei der fertig zusammengebauten
Farbauswahlelektrode durchgeführt
Aus der DE-OS 22 20 229 ist es bekannt, die Masken-Rahmen-Kombination
über Bimetallfederhalter in der Schirmwanne der Farbfernsehröhre zu befestigen. Außerdem
ist es aus dieser Schrift bekannt, die Schw eißstellen,
mit denen die Maske mit dem Rahmen verbunden wird, durch Einschnitte zu entkoppeln.
Aus der DE-OS 26 02 240 ist eine Entkopplung der in den Ecken der Maske vorhandenen Schweißstellen
durch Schlitze bekannt
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Farbauswahieiekirode so zu verbessern,
daß ein hinsichtlich der Oberflächenbehandlung und thermischen Stabilisierung vereinfachtes Herstellungsverfahren
sicher ermöglicht wird und ein derartiges Verfahren anzugeben.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt mit den im Patentanspruch 1 bzw. im Patentanspruch 4 angegebenen Mitteln
bzw. Verfahrensschritten, wozu die Unteransprüche vorteilhafte Weiterbildungen enthalten.
Es wurde gefunden, daß die den bisherigen Fertigungsablauf hauptsächlich bestimmenden Erfordernisse
für die Gestaltung des Herstellprozesses dann nicht mehr zwingend sind, wenn man erfindungsgemäß folgenden
technischen Anweisungen folgt:
Die Lage der Schweißpunkte wird so gewählt, daß die bei der Temperaturbehandlung auftretenden bzw. verbleibenden
inneren Spannungen im Material von der Konstruktionsform durch funktionsmäßig noch zulässige
Verformungen aufgenommen werden, die innerhalb des elastischen Bereiches bleiben. Kerbungen, Aussparungen
und Einsickungen erfolgen zur Entkopplung. Der Maske wird damit die Möglichkeit gegeben, die
infolge von Erwärmung auftretenden Dehnungen ohne zu große Wölbung optimal nach allen Seiten auszugleichen,
so daß die maximale Lageänderung klein genug bleibt, wenn die gemeinsame Wärmebehandlung der
Masken-Rahmen-Kombination durchgeführt wird.
Anhand der Figuren wird die Erfindung nun beschrieben.
F i g. 1 zeigt schematisch die Funktion einer Maske 1 mit Öffnungen 2, durch welche Elektronenstrahlen 3 auf
Leuchtstoffbere?che 4 eines Bildschirms 5 treffen.
In F i g. 2 ist die gesamte Maske 1 mit einem Rahmen 6, auf dem sie durch Punktschweißung entlang ihres
Randes festgeschweißt ist, dargestellt. Verbindungsglieder 7 dienen zur Befestigung (»Einknöpfen«) der Masken-Rahmen-Kombination
in die Schirmwanne 8 einer Farbfernsehröhre.
F i g. 3 gibt die Verteilung von Schweißstellen 9 entlang des Randes der Maske an.
Fig.4 zeigt, wie die Schweißstellen 9 durch Einschnitte
10 oder Ausschnitte 11 entkoppelt werden. Eine Sicke 12 dient dem Dehnungsausgleich.
F i g. 5 gibt einen Querschnitt wieder und zeigt die Sicke 12, wie sie in der F i g. 4 zu sehen ist, und die Lage
der Schweißstellen 9 außen am Rand der Maske 1 auf dem Rahmen 6.
Fig.6 stellt einen Ablaufplan der Masken-Rahmen-Fertigung
dar. Die einzelnen Verfahrensschritte !.n F i g. 6 sind durch Kästchen dargestellt.
In 15 wird der Rahmen gewaschen und entfettet. Jas
in 16 vorgenommene Schwärzen ist nun gemeinsam mit dem Stabilisieren der bereits miteinander verschweißten
Teile 1, 6 und 7 in 23 durchgeführt Im Verfahrensschritt 17 werden drei Verbindungsglieder 7 an den
Rahmen geschweißt auf dem in 22 die Maske 1 auch durch Punktschweißungen befestigt wird. Dann erfolgt
die gemeinsame Wärmebehandlung zum Schwärzen und gleichzeitigen Stabilisieren in 23. Schritt 24 bezeichnet
das Einsetzen in die Schirmwanne 8 und die Anbringung des vierten Verbindungsgliedes. Der Herstellprozess
wird dann mit dem Beschirmen 25 fortgesetzt
Die Verbindungsglieder 7 bestehen aus Bimetp.llfederhaller
Ta und Befestigungsfeder Tb. Bei der vierten Befestigungsfeder erfolgt die Schweißung erst nach
dem gleichzeitigen Schwärzen und Stabilisieren. Alle übrigen Schweißungen erfolgen als Punktschweißungen
vor dem Schwärzen der zu verbindenden Teile. Dies ergibt festere Schweißungen und hat den großen Vorteil,
daß kaum noch Schweißspritzer entstehen, welche sich in den Öffnungen der Maske festsetzen könnten.
Ein früher notwendiger Produktionsschritt Entspannen von Maske und Rahmen und der dazu dienende
Aufwand eines Durchlaufofens kann entfallen, weil erfindungsgemäß der Temperaturverlauf beim Schwärzen
der vorher miteinander verschweißten Masken-Rahmen-Kombination auf eine Maximaltemperatur von
600° C begrenzt wird, und die Einwirkung dieser Temperatur auf die Maske nur andauert, bis auch der Rahmen
sich auf gleicher Temperatur befindet. Durch Einengung der Verfahrensparameter sind die Verformungen der
Maske (»Einfallen«) und das Verziehen des Rahmens so gering, daß sie mit höchstens 0,3 mm Maßänderung
durch die erfindungsgemäße konstruktive Gestaltung der Masken-Rahmen-Kombination im Bereich der elastischen
Dehnung innerhalb der zulässigen Grenzen aufgenommen werden können. Zum Ausgleich des geringen
noch stattfindenden »Einfallens«, um also die Masken-Sollkontur am Fertigungsprodukt zu garantieren,
wird diese verbleibende Maßänderung durch maßlichen Vorhalt an der Maskenprägeform kompensiert.
Die während des Schwärzens der vorher verschweißten Masken-Rahmen-Kombination erfolgende Entspannung
hat eine ausreichende Alterung der Metallteile zur Folge. Die Einordnung des Fertigungsschrittes
»Schwärzen-Stabilisieren« in den Ablauf bei der Herstellung der Masken-Rahmen-Kombination zeigt
F i g. 6. Gestrichelt eingetragen ist noch angedeutet, wo das Schwärzen im Ablauf bisher stattgefunden hat und
die Pfeile deuten an, wohin dieser früher bei Maske und Rahmen getrennt ausgeführte Arbeitsgang gemeinsam
integriert worden ist.
Die Vereinfachung und Verbesserung des Verfahrens ist durch die in den F i g. 1 bis 5 gezeigte konstruktive
Gestaltung, insbesondere der Maske, und die geeignete Wahl ihrer Abmessungen und der Lage der Schweißstellen
somit möglich. Die leicht gewölbte Maske 1 soll die bei der Herstellung und im Betrieb auftretenden
Dehnungen bei minimalen Form- und Lageänderungen im elastischen Bereich aufnehmen. Dies wird durch die
Wahl von A, B und C (s. a. F i g. 3 und 4) sowie mit Entkopplungen erreicht. Als Entkopplungen werden
hier die zur Aufnahme von Dehnungen dienenden Einschnitte 10, Ausschnitte 11, die umlaufende Sicke 12 und
Ränder 13 (»Schürzen«) ausgenützt. Es ist nicht immer gültig, alle Schweißstellen auszuführen. Insbesondere
solche, die sich nahe den Ecken befinden, sind nicht immer nützlich und können unter Umständen auch weggelassen
werden.
Wenn die Maße A. B und C eingehalten werden, und
die Befestigungsstellen unter sich nicht zu dicht und
nicht zu nahe bei Ecken und Kanten liegen, ist ausreichend dafür gesorgt, daß zwischen ihnen ausreichende
Ausfederungen ermöglicht sind. Somit wird die Wahl 5 der Lage von Verbindungs- und Entkopplungsstellen
die Lageänderungen der Maske bei der Herstellung und
auch im Betrieb klein gehalten, daß der verbesserte und
vereinfachte Ablauf bei der Herstellung von Maske und
Trägerrahmen realisiert werden kann. 10
die Befestigungsstellen unter sich nicht zu dicht und
nicht zu nahe bei Ecken und Kanten liegen, ist ausreichend dafür gesorgt, daß zwischen ihnen ausreichende
Ausfederungen ermöglicht sind. Somit wird die Wahl 5 der Lage von Verbindungs- und Entkopplungsstellen
die Lageänderungen der Maske bei der Herstellung und
auch im Betrieb klein gehalten, daß der verbesserte und
vereinfachte Ablauf bei der Herstellung von Maske und
Trägerrahmen realisiert werden kann. 10
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
20
25
30
35
40
50
55
60
Claims (1)
1. Farbauswahlelektrode für Farbfernsehröhre^
bestehend aus einer Masken-Rahmen-Kombination mit einer Maske (1) aus einem die Öffnungen (2)
enthaltenden dünnen Blech mit umgebogenem Rand (13) und einem die Maske tragenden, mit Verbindungsgliedern
(7) aus Bimetallfederhaltern (7a) und Befestigungsfedern (7 b) versehenen Rahmen (6), deren
Teile (1,6 und 7) miteinander verschweißt, oberflächengeschwärzt und thermisch stabilisiert sind,
dadurch gekennzeichnet, daß entlang der längeren Seite der Maske (1) für den Abstand A
zwischen der Mitte dieser Seite und der nächstgelegenen Schweißstelle (9) die Bedingung
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