Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Auftragen eines flüssigen
Beschichtungsmaterials, wie z.B. einer Glasschmelze oder Glasurmasse, als
Dichtungsmaterial.
Stand der Technik
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Fig. 8 der begleitenden Figuren zeigt in Seitenansicht eine teilweise geschnittene
Farbkathodenstrahlröhre. Wie in Fig. 8 gezeigt, weist die
Farbkathodenstrahlröhre einen Röhrenkörper 101 mit einem Trichter 101f und mit einer an einer
fluoreszierenden Innenseite mit farbfluoreszierenden Materialien beschichteten
Vorderplatte 101p auf. Eine offene Seite der Vorderplatte 101p ist mit der offenen
Seite des Trichters 101f durch eine Glasurmasse 102 hermetisch dicht
verbunden.
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Die Glasurmasse 102 wird in Form einer Flüssigkeit aufgebracht. Fig. 9 der
begleitenden Figuren zeigt die offene Seite des Trichters 101f. Wie In Fig. 9 gezeigt,
wird die Glasurmasse durch Bewegen einer Düse zum Ausgeben der Glasurmasse
auf die offene Seite des Trichters 101f von einer Position P als Startpunkt in
Richtung eines Pfeils a, beispielsweise im Uhrzeigersinn in Fig. 9, bewegt. Wenn
die Düse die Position P als Endpunkt erneut erreicht, wird die Düse gestoppt,
wonach das gesamte offene Ende des Trichters 101f mit der Glasurmasse
beschichtet ist. Wenn sich der Start- und der Endpunkt der Düse an der Stelle P
überlappen, ist die Schicht der Glasurmasse an der Stelle P dicker als die
Schichtdicke an den anderen Stellen der offenen Seite. Wenn versucht wird, das
Überlappen der Glasurmasse an Start- und Endpunkt zu vermeiden, können
Start- und Endpunkt so weit voneinander beabstandet werden, daß keine ausreichende
Glasurmasseschicht zwischen ihnen liegt.
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Wenn die Vorderplatte 101p mit dem Trichter 101f, wie in Fig. 8 gezeigt,
verbunden wird, und die Glasurmasse auf diese Weise aufgebracht wurde, kann
die hermetische Abdichtung in dem Bereich, in dem die Glasurmasse nicht
ausreichend aufgetragen worden ist, beschädigt sein, was zu einem Bruch nach der
Evakuierung des Röhrenkörpers führen kann. Wenn der Röhrenkörper bricht,
wird seine Zuverlässigkeit vermindert, d.h. er kann explodieren oder der
Vakuumgrad im Inneren kann erniedrigt werden.
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Wenn die Glasurmasse an den sich überlappenden Schichten übermäßig stark
aufgetragen wird, neigt sie dazu, bei der Verbindung zwischen Trichter 101f und
Vorderplatte 101p herauszuquetschen. Da die austretende Glasurmasse nach
dem Trocknen die Ursache für das Entstehen von Staub ist, ist es notwendig, die
ausgetretene Glasurmasse zu entfernen.
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Wenn die Länge der offenen Seite des Trichters 101f, d.h. die Länge des mit
Glasurmasse zu beschichtenden Wegs, bei einer Kathodenstrahlröhre der
45-Zollgröße groß ist, ist es höchst uneffektiv, die Düse den gesamten Weg in einer
Schleife entlang der offenen Seite des Trichters 101f entlangzuführen. Eine
Lösung liegt darin, zwei Düsen von einem Startpunkt P&sub1; (vergleiche Fig. 10 der
begleitenden Figuren) entlang verschiedener Wege, d.h., im Uhrzeiger- und im
Gegenuhrzeigersinn, wie durch die Pfeile a, b gezeigt, zu bewegen, während die
Glasurmasse aufgebracht wird, und das Aufbringen der Glasurmasse durch die
Düsen an einem dem Startpunkt P&sub1; symmetrisch gegenüberliegenden Endpunkt
P&sub2; abzubrechen. Allerdings weist dieser Beschichtungsprozeß ebenfalls die
obengenannten Unregelmäßigkeiten an den Start- und Endpunkten P&sub1;, P&sub2; auf.
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Es wurde vorgeschlagen, den oben beschriebenen Nachteil mit einer ersten und
einer zweiten Düse 103, 104 zu beheben, wie in Fig. 11A lader begleitenden Figuren
gezeigt, wobei die erste und die zweite Düse 103, 104 durch Zusammenführen
ihrer offenen Enden verschlossen werden. Wie in Fig. 11B der begleitenden
Figuren gezeigt, werden die Düsen 103, 104 geöffnet, wenn sie auseinander bewegt
werden, um es einer zugeführten Glasurmasse zu erlauben, auszufließen oder
auszutropfen. Die erste und die zweite Düse 103, 104 werden von dem Startpunkt
P&sub1; (Fig. 10) im Uhrzeiger- und Gegenuhrzeigersinn bewegt, wie durch die Pfeile a,
b, gezeigt, während sie die Glasurmasse aufbringen. Am Endpunkt P&sub2; werden die
offenen Enden der Düsen 103, 104 verschlossen, wodurch das Aufbringen der
Schmelze beendet wird, wie in Fig. 11A gezeigt. In Realität werden die erste und
die zweite Düse 103, 104 jeweils einzeln durch unabhängige Automaten bewegt.
Aufgrund der begrenzten mechanischen Genauigkeit usw. ist es äußerst
schwierig, die Düsen in korrekter Ausrichtung zueinander zu halten und sie an
einer gewünschten Stelle ohne Positionierfehler zu schließen, wie in Fig. 11A
gezeigt. Auch bei diesem Verfahren kann die Glasurmasse nicht ohne
unregelmäßige Schichten aufgetragen werden.
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US-A-4 262 036 beschreibt eine Vorrichtung zum Auftragen von Flüssigkeit mit:
einem Antrieb und einer ersten und einer zweiten Düse zum Aufnehmen von
jeweiligen flüssigen Beschichtungsmaterialen; der Antrieb ist so aufgebaut, daß
er unabhängig jeweils die erste und die zweite Düse trägt und die jeweiligen
Düsen entlang verschiedener Wege über eine Oberfläche, auf die die flüssigen
Beschichtungsmaterialen aufzutragen sind, bewegt. Wie bereits beschrieben, ist
es sehr schwierig, eine präzise Ausrichtung der Düsen sicherzustellen, oder sie
ohne Positionierfehler zu schließen.
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Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung angegeben, zum Auftragen von flüssigen
Beschichtungsmaterialien, wie z. B. verschiedene Klebstoffe, Farben oder eine
Glasurmasse gleichförmig und effizient ohne Schichtunregelmäßigkeiten, wie
z.B. beim Verbinden des Trichters und der Vorderplatte einer
Kathodenstrahlröhre durch ein derartiges flüssiges Beschichtungsmaterial.
Beschreibung der Erfindung:
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Wie in Fig. 1 gezeigt, die eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung zum Auftragen von Flüssigkeit ist, und auch in Fig. 2, die eine Draufsicht der
Vorrichtung darstellt, weist die Vorrichtung mindestens einen ersten und einen
zweiten Automaten 1, 2 sowie eine erste und eine zweite, mit jeweiligen flüssigen
Beschichtungsmaterialien versorgte Düse 3, 4 auf.
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Der erste Automat 1 und der zweite Automat 2 sind so aufgebaut, daß sie die erste
Düse und die zweite Düse jeweils unabhängig tragen und die jeweiligen Düsen
entlang verschiedener Wege über eine Oberfläche 5 bewegen, auf die die flüssigen
Beschichtungsmaterialien aufgetragen werden.
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Die Vorrichtung ist dadurch gekenzeichnet, daß der erste Automat 1 zum
Aufnehmen der zweiten Düse und gleichzeitigen Tragen der ersten Düse 3 und der
zweiten Düse 4 konstruiert ist.
Erfindungsgemäß sind weiterhin die erste und die zweite Düse 3, 4 verschlossen,
wenn sie gegeneinander gehalten werden, und offen, wenn sie voneinander
getrennt werden.
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Die erste und die zweite Düse 3, 4 bewegen sich von einer ersten Position über die
Oberfläche 5 jeweils entlang verschiedener Wege und treffen sich an einer zweiten
Position, so daß die erste und die zweite Düse 3, 4 im Ganzen einem geschlossenen
oder schleifenförmigen Weg folgen.
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Bei der oben beschriebenen Anordnung werden die erste und die zweite Düse 3, 4
jeweils entlang verschiedener Wege über die Oberfläche 5 durch den ersten und
den zweiten Automaten 1, 2 bewegt. Die Düsen 3, 4 wirken zusammen, um das
flüssige Beschichtungsmaterial effektiv aufzubringen. Besonders da einer der
Automaten, beispielsweise der erste Automat 1, in der Lage ist, beide Düsen
gleichzeitig zu tragen, kann die Flüssigkeit durch den gemeisamen Automaten 1
an den Start- und Endpunkten des Flüssigkeits-Auftragprozesses aufgetragen
werden. Dadurch können der Start- und der Endpunkt des Auftragprozesses
zuverlässig in ihrer Position gehalten werden. Die Düsen 3, 4 können am
Start- und am Endpunkt des Verfahrens ausgerichtet und geöffnet werden, so daß das
Beschichtungsmaterial zuverlässig, gleichförmig und effektiv auf die Oberfläche
5 ohne Schichtunregelmäßigkeiten aufgetragen werden.
Kurzbeschreibung der Figuren:
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Fig. 1 zeigt eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung: Fig. 2 ist eine Draufsicht der Vorrichtung; Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht des
Düsenträgers; Fig. 4 und 5 zeigen eine Vorder- bzw. Seitenansicht der
Düsenkupplung des Düsenträgers; Fig. 6 ist eine Vorderansicht des Tragmodus der
Düsenkupplungen; Fig. 7 zeigt eine Vorderansicht eines anderen Tragmodus der
Düsenkupplungen; Fig. 8 ist eine Seitenansicht einer Kathodenstrahlröhre,
teilweise in Schnittdarstellung, mit dem Auftragvorgang einer Flüssigkeit; Fig. 9 und
10 zeigen verschiedene Arten des Auftragens einer Schmelze; und Fig. 11A und
11B sind fragmentarische Schnittdarstellungen mit Düsen, die geöffnet und
geschlossen werden.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung:
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Nachfolgend wird anhand der Figuren 1 bis 7 eine erfindungsgemäße
Ausführungsform einer Vorrichtung zum Auftragen von Flüssigkeit genau
beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht mit Automaten der
erfindungsgemäßen Vorrichtung, während Fig. 2 im wesentlichen eine Draufsicht mit den
Automaten der Vorrichtung ist.
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Bei der gezeigten Ausführungsform wird ein flüssiges Beschichtungsmaterial in
Form einer Glasurmasse auf eine Oberfläche 5 einer offenen Seite eines Trichters
101f eines Kathodenstrahlröhrenkörpers aufgetragen. Ein erster und ein zweiter
Automat 1, 2 werden auf einem Fundament 6 getragen, welches auch den Trichter
101f so trägt, daß sich die Oberfläche 5 in einer bestimmten Position befindet. Der
Trichter 101f mit der Oberfläche 5 wird durch eine an einem Trichteranschlag 7
des Fundaments 6 anliegende Umfangskante an der offenen Seite positioniert.
Der Kathodenstrahlröhrenkörper weist einen sich von dem Trichter 101f nach
hinten erstreckenden Hals 101n auf, der durch einen Greifer 8 gehalten wird.
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Der erste und der zweite Automat 1, 2 weisen jeweils Arme 11, 12 auf. Eine erste
und eine dritte Düsenkupplung 21, 22 sind am Ende des Arms 11 des ersten
Automaten angebracht, während eine zweite Düsenkupplung 22 am Ende des Arms 12
des zweiten Automaten 2 befestigt ist. Der erste und der zweite Automat 1, 2 sind
so aufgebaut, daß die Arme 11, 12, d.h. die an den Armen 11, 12 befestigte erste,
dritte und zweite Düsenkupplung 21, 23, 22 mindestens in einer horizontalen
Ebene, d.h. einer x-y-Ebene bewegbar sind.
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Wie in Fig. 3 gezeigt, welche eine Seitenansicht der Düsen und der Düsenträger
ist, wird ein auf die Oberfläche 5 aufzutragendes flüssiges
Beschichtungsmaterial, d.h. eine Glasurmasse, zu der ersten und der zweiten Düse 3, 4
zugeführt und strömt aus der ersten und zweiten Düse 3, 4 aus. Die erste und die
zweite Düse 3, 4 weisen an den jeweiligen Enden von flexiblen Zuführröhren 33,
34 angebrachte, offene Endstücke auf, die zu einem gewissen Grad steif und
vorzugsweise etwas weich sind. Die Düsen 3, 4 sind so angeordnet, daß ihre
Endstirnflächen einander berühren können, und daß sie in flüssigdichter Weise
verschlossen werden, wenn sie sich berühren.
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Die Düsen 3, 4 werden durch jeweilige Düsenträger 53, 54 gehalten.
der Düsenträger 53 weist einen Träger 53A auf, der die Düse 3 und die
Zuführröhre 33 trägt, sowie eine Stange 53B, die auf einer Oberseite des Trägers 53A
angebracht ist und deren Achse sich in einer durch den Pfeil x gekennzeichneten
horizontalen Richtung erstreckt.
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Genauso weist der Düsenträger 54 einen Träger 54A auf, mit einer Stange 54B,
die an dessen Oberseite befestigt ist und deren Achse sich in Richtung x erstreckt.
Der Düsenträger 54 weist weiterhin einen beweglichen Träger 54C auf, der die
Düse 4 und die Zuführröhre 34 trägt, und der über eine kleine Strecke in Richtung
x federnd bewegbar ist. Der bewegliche Träger 54C wird auf einer sich zwischen
einem Paar von Armen 54C&sub1;, 54C&sub2; an der Unterseite des Trägers 54A
erstreckenden Führungsstange 54D getragen, deren Achse sich in Richtung x erstreckt. Der
bewegliche Träger 54C wird durch eine zwischen dem beweglichen Träger 54C und
einem der Arme, beispielsweise dem Arm 54C&sub2; angeordneten Feder 54E federnd
gehalten und ist durch einen Pneumatikzylinder bewegbar.
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Die Stange 53B weist an ihrer Stirnseite beispielsweise einen Fortsatz 53F auf,
während die Stange 54B eine Vertiefung 54F an ihrer Stirnseite zur Aufnahme des
Fortsatzes 53F aufweist. Die Stangen 53B, 54B können miteinander entlang der
gleichen Achse x ausgerichtet und verbunden werden, indem der Fortsatz 53F in
die Vertiefung 54F eingeführt wird, wenn die Arme 11, 12 des ersten und zweiten
Automaten 1, 2 bewegt werden.
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Die Düsenträger 53, 54 werden durch die erste, die zweite und die dritte
Düsenkupplung 21, 22, 23 gehalten, die auf den Armen 11, 12 des ersten und des
zweiten Automaten 1, 2 befestigt sind.
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Die Düsenkupplungen 21, 22, 23 werden in der Vorderansicht in Fig. 4 und in der
Seitenansicht in Fig. 5 gezeigt. Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, weist jede der
Düsenkupplungen 21, 22, 23 ein Paar von federnd zueinander und voneinander
wegbewegbaren Greiffingern 63a, 63b auf, zum Greifen einer der Stangen 53B,
54B in einer der darin definierten Nuten 71, 72, 73.
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Wie in Fig. 2 gezeigt, weisen die Automaten 1, 2 jeweilige Kameras 81, 82 auf.
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Indem die Düsenträger 53, 54 durch die erste und die zweite Kupplung 21, 22
erfaßt und getragen werden, dienen die Automaten 1, 2 dazu, die Düsen 3, 4
jeweils im Uhrzeiger- und Gegenuhrzeigersinn in Richtung der Pfeile a, b
(vergleiche Fig. 10) von der Position P&sub1; über die Oberfläche 5a der offenen Seite des
beispielsweise auf dem Fundament 6 getragenen Trichters 101f zu der anderen
Position P&sub2; zu bewegen, d.h entlang von verschiedenen Wegen.
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Die Automaten 1, 2 weisen auch eine Düsenübertragungsfunktion auf, um die
Düsen 3, 4 zwischen einem Modus zu übertragen, in dem die Düsen 3, 4 einander
berühren und verschlossen sind, wobei die erste und die dritte Kupplung 21, 23
des ersten Automaten 1 die Stangen 53B, 54B der Düsenträger 53, 54 an den ent
sprechenden Nuten 71, 73 halten und einem Modus, in dem die dritte
Düsenkupplung 23 gelöst ist und die zweite Düsenkupplung 22 des zweiten Automaten 2 die
Stange 54B an der Nut 72 ergreift und trägt, so daß die Düsen 3, 4 unabhängig
voneinander bewegt werden können, wenn sich der erste und der zweite Automat
1, 2 bewegen.
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Nachfolgend wird ein Verfahren zum Auftragen einer Schmelze als flüssiges
Beschichtungsmaterial auf die offene Seite des Trichters 101f mit der Vorrichtung
beschrieben. Der Trichter 101f ist in einer bestimmten Stellung in das Fundament
6 eingesetzt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Düsen 3, 4 durch die Düsenträger
53, 54 in der anderen Position P&sub2; gehalten. Die äußeren Enden der Düsen 3, 4
berühren einander und sind verschlossen, um ein Austreten des flüssigen
Beschichtungsmaterials zu vermeiden. Der Tricher 101f wird in dem Fundament 6 durch
ein Berührelement (nicht dargestellt) des Fundaments 6 in Stellung gehalten,
welches gegen eine äußere Umfangsfläche des Trichters 101f angrenzt, sowie
durch den Trichteranschlag 7 und den Greifer 8, der den Hals 101n ergreift.
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Die Stellung, die Form usw. des Trichters 101 sowie die Oberfläche 5 werden
durch die Kameras 81, 82 der Automaten 1, 2 gemessen, wobei die gemessenen
Daten beispielsweise in einem Computer gespeichert werden.
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Dann werden die in der anderen Position durch die erste und die dritte
Düsenkupplung 21, 23 gehaltenen Düsen 3, 4 gehalten, während sie sich berühren und
verschlossen sind. Genauer gesagt werden die Stäbe 53B, 54B der Düsenträger
53, 54 durch die Düsenkupplungen 21, 23 des ersten Automaten an den jewelligen
Nuten 71, 73 (Fig. 3) ergriffen und gehalten, wie in Fig. 6 gezeigt, so daß die Stäbe
53B, 54B durch den gleichen Automaten 1 gehalten werden. Während die Düsen
3, 4 zueinander in einer bestimmten Stellung ohne Versatz und damit Lecken des
flüssigen Beschichtungsmaterials gehalten werden, werden die Düsen 3,4 zu dem
Startpunkt P&sub1; gebracht, wie in Fig. 10 gezeigt. Dann ergreift die Düsenkupplung
22 des zweiten Automaten den Stab 54B an der zweiten Nut 72 und die dritte
Düsenkupplung 23 des ersten Automaten 1 löst den Stab 54B. Der erste und der
zweite Automat 1, 2 trennen nun die Düsen 3, 4 voneinander, wodurch die Düsen
3, 4 geöffnet werden, wie in Fig. 7 gezeigt. Der erste und der zweite Automat 1, 2
werden auf Grundlage der gespeicherten Daten in Abhängigkeit von der Position,
der Form etc. der Oberfläche 5, d.h. dem offenen Ende des Trichters 101f betätigt
(bewegt), um jeweils die Düsen 3,4 in Uhrzeiger- und Gegenuhrzeigersinn in
Richtung der Pfeile b, a - wie in Fig. 10 gezeigt - zu dem symmetrischen Endpunkt P&sub2; zu
bewegen, wo sich die Düsen 3, 4 erneut berühren. Zum berührenden Eingriff der
Düsen 3, 4 werden die Stäbe 53B, 54B der Düsenträger 53, 54 entlang der Achse x
zueinander bewegt, bis der Fortsatz 53F in die Vertiefung 54F eindringt. Die
offenen Enden der Düsen 3, 4 werden federnd gegeneinander unter der Elastizität der
Feder 54E des Düsenträgers 54A in Richtung x gehalten.
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Unter dieser Bedingung wird der Stab 54B des Düsenträgers 54 durch die dritte
Düsenkupplung 23 erneut ergriffen und gehalten und die Düsenkupplung 22 des
zweiten Automaten 2 gelöst. Sowohl die zweite Düse 4 als auch die erste Düse 3
werden durch den ersten Automaten 1 gehalten, so daß die erste und die zweite
Düse 3, 4 nicht relativ zueinander in Richtung der Pfeile x, y, z bewegbar sind.
Dann werden die Düsen 3, 4 durch den ersten Automaten 1 in eine andere Stellung
bewegt.
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Danach wird der Trichter 101f, auf den das flüssige Beschichtungsmaterial, d.h.
die Glasurmasse, aufgebracht worden ist, durch einen anderen Automaten in
einen anderen Bereich gebracht und temporär gebacken. Die in Fig. 8 gezeigte
Vorderplatte 101p wird auf den Trichter 101f in Ausrichtung mit diesem aufgelegt
und beide werden zum Erzeugen einer Schmelzdichtung dazwischen gebacken.
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Erfindungsgemäß werden die Düsen 3, 4 kurz vor und nach dem Aufbringen des
flüssigen Beschichtungsmaterials durch die Düsen 3, 4 durch den gemeinsamen
ersten Automaten gehalten. Wenn das Aufbringen des Beschichtungsmaterials
beginnt oder gestoppt wird, sind demnach die Düsen 3, 4 nicht relativ zueinander
versetzt, sondern bleiben zuverlässig zueinander ausgerichtet. Die Düsen 3, 4
können das Beschichtungsmaterial gleichförmig ohne übermäßigen oder
ungenügenden Flüssigkeitsauftrag auch an den Start- und Endpunkten des
Flüssigkeits-Auftragprozesses
durchführen.
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Bei oben beschriebener Ausführungsform wird die Erfindung auf die Vorrichtung
zum Aufbringen eines Schmelzdichtungsmaterials auf den Trichter 101f des
Kathodenstrahlröhrenkörpers angewandt. Die Erfindung ist auch für das
gleichförmige Aufbringen von anderen flüssigen Beschichtungsmaterialien
einschließlich Klebstoffen, Farben etc. anwendbar.
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Wie oben beschrieben, wird das flüssige Beschichtungsmaterial auf die
Oberfläche 5 aufgetragen, während die erste und die zweite Düse 3, 4 durch den ersten
und den zweiten Automaten 1, 2 bewegt werden. Wenn die Düsen 3, 4 mit dem
Auftragen des Beschichtungsmaterials beginnen oder stoppen, werden sie durch den
gleichen Automaten gehalten. Dadurch wird ein gegenseitiger Versatz der Düsen
3, 4 vermieden. Die Düsen 3, 4 können zuverlässig das flüssige
Beschichtungsmaterial ohne unerwünschten Flüssigkeitsverlust oder ungenügenden
Flüssigkeitsauftrag auftragen. Da die Düsen 3, 4 entlang einer Schleife in verschiedene
Richtungen bewegt werden, kann ein Glasur- oder Schmelzdichtungsmaterial
effizient und gleichförmig auf den Trichter einer Kathodenstrahlröhre mit großen
Abmessungen, beispielsweise im 45-Zoll-Format, aufgebracht werden. Als
Ergebnis ist die Kathodenstrahlröhre, auf die das Schmelzdichtungsmaterial derart
aufgetragen worden ist, sehr zuverlässig.