DE69400890T2

DE69400890T2 - Verfahren und Vorrichtung zur Brechung und Halsabdichtung eines Kathodenstrahlröhretrichters

Info

Publication number: DE69400890T2
Application number: DE69400890T
Authority: DE
Inventors: Lance Patrick Muir
Original assignee: Corning Inc
Current assignee: Corning Inc
Priority date: 1993-07-06
Filing date: 1994-06-13
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2014-06-14
Also published as: EP0633596B1; US5383948A; KR950004317A; JPH07169400A; DE69400890D1; JP2943971B2; KR100309259B1; EP0633596A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung, die zum Zusammenbauen oder Reparieren von Kathodenstrahlröhren benutzt werden, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ablösen alter Hälse und Anschmelzen neuer Hälse an Trichter von Kathodenstrahlröhren.

Hintergrund der Erfindung

Während der Herstellung von Kathodenstrahlröhren (CRTs) wird, nachdem eine Frontplatte an das aufgeweitete Ende des Trichters angeschmolzen worden ist und der Hals an das eingeschnürte Ende des Trichters angeschmolzen worden ist, um eine vollständige Ummantelung zu bilden, die Elektronenkanone in den Hals eingesetzt und daran angeschmolzen. Dieser Betrieb führt häufig zu Aussonderungen, die von solchen Defekten, wie z.B. Rissen, Absplitterungen, Fehlausrichtung und schlechten Abschmelzungen herrühren. Wegen der relativ hohen Kosten von den Ummantelungen entfernt der CRT-Hersteller im Bestreben, die Kosten zu reduzieren, im allgemeinen die Verbindung zwischen der Frontplatte und dem Trichter, löst den Abschnitt des Halses, der die elektronische Anordnung in sich trägt, ab, und repariert den Trichter inhäusig oder schickt den Trichter mit dem Rest des angebrachten Halses zum Glasbauteilhersteller zur Reparatur zurück. Die Reparaturaktivität entfernt den alten Hals und bringt an der Verbindung einen neuen Ersatzhals an, was mit hoher Präzision ausgeführt werden muß, insbesondere bei geradlinig endenden Hälsen, bei denen die Elektronenkanone nahe dem distalen Ende angeschmolzen wird, und umfaßt oft die Reparatur von einer Zufallssequenz von Röhren verschiedener Größen.
Die US-A-3746419 beschreibt eine Vorrichtung zum Reparieren von Kathodenstrahlröhren, welche einen Rahmen und eine am Rahmen angebrachte Lagereinrichtung zum Lagern eines Glastrichters aufweist. Insbesondere beschreibt die US-A-3746419 eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 8 und ein Verfahren zum Reparieren einer Kathodenstrahlröhre durch Entfernen eines Halsabschnitts und einer Elektronenkanone und Einschmelzen eines Ersatzes. Die Röhre wird in einer durch eine Vakuumpumpe evakuierten Kammer während des Betriebs gelagert. Eine Steuereinrichtung, die sich durch eine Endwand der Vakuumkammer erstreckt, wird zum manuellen Entfernen des abgelösten Halsabschnitts und zum Positionieren und Anschmelzen des Ersatzhalses an seinem Ort verwendet.
Um die einschneidenden durch die Hersteller geforderten Dimensionen vom Ablenkjoch bis zum Ende des Halses zu erfüllen, ist es von kritischer Bedeutung, daß vor dem Anbringen der Hälse eine Ablöseebene extrem präzise definiert wird. Wegen der Zufallsgestalt und -größe, der man von Trichter zu Trichter begegnet, ist es schwierig, solch eine präzise örtliche Lage der Ablöseebene in konsistenter Weise zu erhalten. Zusätzlich muß nach der Ablöseprozedur der Ersatzhals an den Trichter an der Ebene des Glasablösens angeschmolzen werden, wobei man noch diese kritischen Dimensionstoleranzen vom Ablenkjoch bis zum Ende des Halses erfüllen muß. Als Hilfe wird üblicherweise ein konsistenter Bezugspunkt benutzt, die Ablenkjoch-Bezugslinie (YRL), deren örtliche Lage dann durch manuelle Meßsysteme gefunden werden muß, wobei es an Konsistenz und Genauigkeit mangelt, wie auch bei der zweiten manuellen Messung des Abstandes der Ablöseebene von der YRL. Ungenauigkeiten rühren ebenfalls von den weiteren, meist manuellen Schritten des Einkerbens an der Ablöseebene, Schweißens zum Bewirken der Trennung, Plazierens, Verschmelzens und Temperns des Ersatzhalses her.
Somit gibt es eine Notwendigkeit für ein effizienteres Verfahren und eine Vorrichtung zum Ausführen des Prozesses des Ablösens der Hälse beschädigter Trichter an einem präzise berechneten Punkt und anschließendes Anschmelzen eines Ersatzhalses an den Trichter an der Ablöseebene. Es gibt eine besondere Notwendigkeit für solch ein Verfahren und eine Vorrichtung, die in der Lage sind, diese Operationen schnell und leicht an einer Vielzahl verschiedener Trichterdesigns mit Bildschirmen verschiedener Größe und verschieden gestalteten Ablenkjochwinkeln durchzuführen. Wegen der intermittierenden Natur solcher Reparaturen ist es ebenfalls wünschenswert, daß der Prozess unter Benutzung relativ unerfahrener Arbeitskräfte durchführbar ist.

Kurze Zusammenfassung der Erfindung

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reparieren und/oder Zusammenbauen von Kathodenstrahlröhren, bei dem ein Abschnitt des Halses eines defekten Glastrichterbauteils einer Glaskathodenstrahlröhre bei einer spezifisch definierten Ebene abgelöst wird und ein Ersatzhalsbauteil an das Trichterbauteil angebracht wird und welches die folgenden Schritte aufweist:
Bestimmen der örtlichen Lage einer Bezugsebene;
Zuführen der aus dem Bestimmungsschritt erhaltenen Information zu einer Systemsteuereinrichtung;
Ablösen des eingeschnürten Endes des Glases von dem Trichterbauteil an einer Ablöseebene; und
Steuern des Ablöseschritts durch die Systemsteuereinrichtung unter Verwendung der Information, die durch den Bestimmungsschritt erhalten wird.
Weitere vorteilhafte Merkmale sind in den Ansprüchen 2 bis 7 beschrieben.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens mit:
einem Rahmen; und einer an den Rahmen angebrachten Lagereinrichtung zum Lagern eines Glastrichterbauteils;
gekennzeichnet durch:
eine an den Rahmen angebrachte Meßeinrichtung zur Bestimmung einer örtlichen Bezugslage auf dem Trichterbauteil, wobei wenigstens die Meßeinrichtung oder die Lagereinrichtung hin zu der anderen Einrichtung bewegbar ist und die Meßeinrichtung ein für die örtliche Lage repräsentatives Signal liefert;
eine Ablöseeinrichtung zum Ablösen des Trichters an einer definierten Ebene; und
eine Steuereinrichtung für den Empfang des Signals und zum Benutzen des Signals zur Steuerung der Bewegung von wenigstens einem bewegbaren Teil an der Vorrichtung.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Vorrichtung findet man in den Ansprüchen 9-18.
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung bieten zahlreiche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. Verschiedene Vorteile bieten sich durch die Benutzung einer Kombination einer Meßeinrichtung und einer Sensoreinrichtung zum Messen der vertikalen Position einer Bezugsebene, wie z.B. der Ablenkjoch-Bezugslinie, und durch die Benutzung dieser Position zum Bestimmen einer optimalen Position zum Einkerben und Ablösen des Halses gemäß der vorliegenden Erfindung.
Erstens wird durch die Benutzung einer Kombination eines elektronischen Sensors und einer Meßeinrichtung zum Lokalisieren der Ablöseebene der manuellen Meßverfahren inhärente menschliche Fehler eliminiert, um somit ein genaues Anbringen des Ersatzhalses zu ermöglichen.
Zweitens kann durch genaues Lokalisieren der Position einer Bezugsebene für einen speziellen Trichter und Eingeben dieser örtlichen Lage in eine Computer-programmierbare Logiksteuereinrichtung der gesamte Ablöse- und Anschmelzbetrieb unter Benutzung geeigneter Antriebssysteme zum Antreiben der Bewegung einer oder mehrerer Komponenten der Vorrichtung automatisiert werden. Solch eine Automatisierung erhöht in starkem Maße sowohl die Geschwindigkeit, mit der die Trichter repariert werden, als auch die resultierende Gesamtqualität des Trichters.
Drittens ist die Möglichkeit der Reparatur einer Vielzahl verschiedener Gestalten und Größen von Trichtern erleichtert, da die Parameter für solche verschiedenen Gestalten und Größen in dem Computer gespeichert und nach Belieben aufgerufen werden können.
Viertens ist die Anbringung von untypischen Ersatzhälsen stark erleichtert, da solche Hälse durch Eingeben der Dimensionen und Parameter, die zum erfolgreichen Ausführen einer erfolgreichen Anbringung notwendig sind, angebracht werden können.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Figur 1 ist eine Querschnitts-Vorderansicht einer Ablöse- und Halsanschmelz-Vorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 ist eine Oberansicht einer Lagerplattform zum Lagern eines CRT-Trichters an seinem Platz während des Ablöse- und Anschmelzprozesses.
Figur 3 ist eine Querschnitts-Seitenansicht einer Meßposition mit einem CRT-Trichter in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Figur 4 ist eine Oberansicht eines Meßblocks in einer Meßposition in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.

Allgemeine Beschreibung der Erfindung

Figur 1 ist eine Vorderansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Ablöse- und Halsanschmelz-Vorrichtung 8 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
Die Ablöse- und Halsanschmelz-Vorrichtung 8 ist durch einen Hauptrahmen 9, einen Trichterlagerabschnitt 10, einen Ersatzhalslagerabschnitt 12 und einen Meßabschnitt 14 definiert.
Wie am besten in Figuren 1 und 2 dargestellt, enthält der Trichterlagerabschnitt 10 eine Lagerplattform 16 mit einer Vielzahl von Puffern 17 darauf zum Lagern der Außenränder des von Frontplattenendes des Trichters 18 (üblicherweise die "Verbindungsränder" genannt). Die Lagerplattform 16 ist mit einer Öffnung 19 versehen, durch die Einkerbvorrichttingen zum Einkerben des Trichters 18 eingesetzt werden können, wie im folgenden näher beschrieben wird. Der zu reparierende CRT- Trichter 18 hat typischerweise einen Halsabschnitt 22 und einen konischen Bestandteil 23. Der Abschnitt des Trichters, an den der Hals 22 auf den konischen Bestandteil 23 trifft, ist als das Ablenkjoch 24 bekannt.
Wie am besten in Figur 2 illustriert, wird der Trichter 18 mit seiner Frontplatte und dem Elektronenkanonenabschnitt seines Halses entfernt mit dem Frontplattenende nach unten angeordnet, so daß der peripherische Rand des Trichters 18 auf den Puffern 17 ruht. Eine Seite des Trichters 18 wird gegen eine Einspannhalterung 26 gesetzt, und eine Positionierungsklemme 28 wird gegen das gegenüberliegende Ende des Trichters 18 gespannt, um dadurch den Trichter 18 sicher an der oberen Oberfläche 29 des Lagertischs 16 zu befestigen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Lagerplattform 16 entlang des Hauptrahmens 9 angehoben oder abgesenkt werden, um einen Transport des Trichters 18 zu verschiedenen Betriebsschritten zu ermöglichen. Die Bewegung der Lagerplattform 16 kann unter Benutzung einer Vielzahl von Verfahren bewerkstelligt werden, wie z.B. über eine Antriebsanordnung 30. Die Antriebsanordnung 30, welche am Hauptrahmen 9 gelagert ist, treibt die Lagerplattform 16 nach oben oder nach unten. Die Antriebsanordnung 30, sowie jegliche weitere Antriebsanordnung, die hier diskutiert wird, kann beispielsweise ein elektronischer, pneumatischer, hydraulischer oder jeglicher andere geeignete Antriebsmechanismus sein, der abhängig von designmäßigen Vorzügen variieren kann.
Es ist selbstverständlich nicht kritisch, daß der Trichter durch eine Plattform gelagert ist, da jegliche Einrichtung, welche den Trichter geeignet lagert, dafür genügen wird. Beispielsweise ist ein geeignetes alternatives Lagerverfahren für den Trichter, das wie die Lagerplattform 16 lediglich veranschaulichend und nicht umfassend ist, eine zangenartige Vorrichtung (nicht gezeigt), welche die äußere Peripherie des Trichters an einen Punkt ergreift. Zum Ermöglichen eines vollständigen Ablöse- und Wiederanschmelzbetriebs unter Benutzung einer einzelnen Vorrichtung ist die Ablösevorrichtung 8 vorzugseise mit einem Lagerabschnitt 12 für den Ersatzhals zum Lagern des Ersatzhalses 32 versehen. In den dargestellten Figuren hat der Ersatzhals 32 einen Hals mit einen kelchartigen Ende. Jedoch können andere Hälse, wie z.B. Hälse mit geraden Enden genauso benutzt werden, und tatsächlich ist die vorliegende Erfindung besonders nützlich beim präzisen Anbringen von Hälsen mit geraden Enden. Der Lagerabschnitt 12 für den Ersatzhals enthält eine Halseinspanneinrichtung 34 zum sicheren Festhalten und Lokalisieren des Ersatzhalses 32 in einer geeigneten Orientierung zur folgenden Anbringung an den Trichter 18. Die illustrierte Halseinspanneinrichtung 34 ist eine Inneneinspanneinrichtung, d.h. sie ergreift die Innenoberfläche des Ersatzhalses 32. Dies bewerkstelligt sie durch eine Vielzahl von nach außen weisenden Greifelementen 33, welche so betätigt werden können, daß sie eine nach außen gerichtete Kraft auf den Innendurchmesser des Halses 32 ausüben. Jedoch ist die Art der benutzten Halseinspanneinrichtung nicht kritisch, und somit kann die Halseinspanneinrichtung eine Inneneinspanneinrichtung, wie illustriert, oder alternativermaßen eine Außeneinspanneinrichtung oder eine andere geeignete Lagervorrichtung sein. Vorzugsweise kann die Halseinspanneinrichtung 34 angehoben oder abgesenkt werden. Dies kann unter Benutzung eines herkömmlichen Verfahrens, wie z.B. durch eine Antriebsanordnung 36, die ähnlich wie die oben beschriebene Antriebsanordnung 30 sein kann, erzielt werden.
Wie am besten in Figuren 1, 3 und 4 veranschaulicht, enthält der Sensor- und Meßabschnitt 14 ein Meßeinrichtungsgestell 42, elektronische Sensoren 43, einen Meßblock 44 und einen Meßeinrichtungslagerring 45. Der Meßeinrichtungslagerring 45 ist ein Element mit Ringröhrengestalt mit einer inneren abgesetzten Oberfläche 46, auf der der Meßblock 44 ruht. Die äußere Peripherie des Meßblocks 44 ist kleiner als die innere Peripherie des Absatzes 46 der Meßeinrichtungslagerung 45, so daß der Meßblock 44 lose auf der abgesetzten Oberfläche 46 der Meßeinrichtungslagerung 45 ruht. Die Meßeinrichtungslagerung 45 ist mit der unteren Oberfläche des Meßeinrichtungsgestells 42 durch eine Vielzahl von Verbindungsstangen 47 verbunden. Drei elektronische Sensoren 43 sind fest an der unteren Oberfläche des Meßeinrichtungsgestells 42 angebracht, wobei der Sensorabschnitt dieser Vorrichtungen so gelegen ist, daß sie eine Aufwärtsbewegung der oberen Oberfläche des Meßblocks 44 erfassen. Die Sensoren 43 können beispielsweise Niederspannungs-Verschiebungssensoren sein.
Der Meßblock 44 hat eine Ringröhrengestalt und hat eine Innendurchmesser-Meßoberfläche entsprechend dem Durchmesser der Bezugslinie des speziellen Trichters, den er messen soll. Die als die Bezugsebene gewählte örtliche Lage kann beispielsweise die Ablenkjoch-Bezugslinie sein. Der Querschnittsinnenradius des Meßblocks 44 ist vorzugsweise kleiner als der des Ablenkjochs des speziellen gemessenen Trichters, um ein Messen des Trichters am korrekten Ort an der Meßeinrichtung zu erleichtern.
Das Meßeinrichtungsgestell 42 ist vorzugsweise drehbar am Hauptrahmen 9 angebracht, z.B. über eine Schwenkarmatur 49, so daß der gesamte Meßabschnitt 14 in die Betriebsposition innerhalb des Hauptrahmens 9 über den Trichter geschwenkt werden kann, wie in Figur 3 veranschaulicht, und danach in eine Nichtbetriebsposition außerhalb des Hauptrahmens 9, wie in Figur 1 illustriert, bewegt werden kann.
Zum Lokalisieren der Bezugsebene auf einen Trichter mit einer bestimmten Größe und Gestalt wird der geeignete Meßblock 44 zum Lokalisieren der Bezugsebene auf dem speziellen Trichter, der repariert wird, in den Absatz 46 der Meßeinrichtungslagerung 45 gesetzt. Der Sensor- und Meßabschnitt 14 wird dann, wie in Figur 1 illustriert, über die Schwenkarmatur 49 in die Meßposition geschwenkt, wonach die Meßeinrichtung 44 abgesenkt oder der Lagertisch 16 angehoben wird, so daß der Hals 22 des Trichters 20 das offene Zentrum der Meßeinrichtung 44 schneidet, wie in Figur 3 und 4 illustriert, bis die Meßeinrichtung auf einen Durchmesser des Trichters, der gleich dem Innendurchmesser der Meßeinrichtung ist, trifft. Wenn die Meßeinrichtung geeignet am Trichter 18 liegt, senden die Sensoren 43 ein Signal an eine Systemsteuereinrichtung (nicht gezeigt), wobei das Signal die örtliche Lage der Berührungsoberfläche der Meßeinrichtung mit dem Trichters darstellt. Diese Position auf dem Trichter wird dann als eine Bezugsebene zum Steuern der Bewegung der Vorrichtung 8 benutzt. Die Bezugsebene kann die oben beschriebene YRL sein, wobei in diesem Fall die Meßeinrichtung mit einem Innendurchmesser gleich dem Durchmesser der YRL für diese spezielle Gestalt, Größe und Design des Trichters entworfen ist. Bei einem Herstellungsbetrieb könnte es notwendig sein, eine Vielzahl von Meßeinrichtungen verfügbar zu haben, wobei jede für ein oder mehrere spezielle Trichterdesigns, -gestalten und
-größen geeignet ist. Idealerweise würde jedoch jede Meßeinrichtung für so viel verschiedene Designs und Größen von Trichtern wie möglich geeignet sein. Alternativermaßen ist es vorstellbar, daß eine Meßeinrichtung mit variabler Größe verwendet werden könnte, deren Innenradius genau variiert werden kann, z.B. durch eine elektronische oder eine andere geeignete Einrichtung.
Ein besonders signifikanes Merkmal des Systems nach der vorliegenden Erfindung ist seine Flexibilität beim Reparieren von Glastrichtern über einen breiten Bereich von Designs und Größen. Solce Betriebsflexibilität wird durch Ausstatten des Systems nach der vorliegenden Erfindung mit der Systemsteuereinrichtung (nicht gezeigt) zum Betreiben der beweglichen Komponenten, welche beispielsweise den Lagertisch 16, den Meßabschnitt 14, die Halseinpanneinrichtung 34 und so weiter enthalten können, erleichtert, um die Reparatur eines bestimmten Trichters zu erreichen. Solch eine Steuereinrichtung ist üblicherweise von der Form eines Computers, einer zentralen Verarbeitungseinheit oder eines Mikroprozessors, wie z.B. eine programmierbare Logiksteuereinrichtung, die verschiedene Produktions-Betriebsprogramme in ihrem Speicher gespeichert hat. Ein Beispiel einer geeigneten programmierbaren Logiksteuereinrichtung ist ein Allen-Bradley PLC Modell 500, das von Allen-Bradley hergestellt wird. Zur Vereifachung der Betriebssteuerung durch solch ein System sind die Komponenten des Systems nach der vorliegenden Erfindung (d.h. der Lagertisch 16, der Meßabschnitt 14, die Halseinspanneinrichtung 34 usw.) mit dem Computer über Steuerleitungen gemäß im Stand der Technik wohlbekannten Techniken verbunden. Zusätzlicherweise oder alternativerweise kann die Systemsteuereinrichtung mit einer Anzahl von unabhängigen elektronischen Steuerboxen verbunden sein, von denen jede als die unmittelbare Steuereinrichtung für jede der Motoranordnungen, welche die beweglichen Komponenten antreiben, dient.
Ein Tastaturfeld oder eine Tastatur (nicht gezeigt) ist typischerweise mit dem Computer zum Eingeben von Information oder Anweisungen an den Computer verbunden. Die Tastatur kann eine herkömmliche Computertastatur sein oder alternativermaßen nur die Anzahl von Tasten aufweisen, die zum Durchführen der notwendigen Kommunikation für das spezielle Design der Ablösevorrichtung 8 benutzt werden. Die spezielle Tastaturkonfiguration kann selbstverständlich abhängig von den durch den Designer erwünschten Funktionen variieren.
Bei einer bevorzugten Steuertechnik, sind eine x-, y-, z- Achse an der Vorrichtung 8 zur Richtungssteuerung durch den Computer zugeordnet. Zu hiesigen Erklärungszwecken ist die vertikale Achse durch die Vorrichtung 8 die z-Achse. Vorzugsweise ist die Vorrichtung 8 so entworfen, daß die Achse des zu reparierenden Trichters 18, des Meßblocks 44 und des Ersatztrichters 32 in axialer Ausrichtung entlang der z-Achse angeordnet sind. Wenn einmal die örtliche Lage der Trichter- Ablöseebene auf der z-Achse lokalisiert ist, werden geeignete Computerprogramme implementiert, welche Information über diese örtliche Lage benutzen, um genau die verschiedenen beweglichen Teile der Vorrichtung 8 zu manipulieren, um einen erfolgreichen Ablösebetrieb zu erzielen. Vorzugsweise wird dies unter Benutzung von Vorwärtsregelungstechniken durchgeführt. Beispielsweise wird bei einer bevorzugten Ausführungsform jede der beweglichen Komponenten der Vorrichtung 8 durch einen Motor und einen Antriebsmechanismus angetrieben, wie z.B. einen Elektromotor, der mit einer Antriebsschraube verbunden ist. Die Antriebsschraube ist an der jeweiligen beweglichen Komponente angebracht und bewegt sie gemäß den Vorgaben von der Systemsteuereinrichtung.
Beispielsweise veranschaulicht die folgende Sequenz von Operationen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Eine geeignete Meßeinrichtung wird zunächst in den Absatz 46 der Meßeinrichtungslagerung 45 gesetzt. Die Meßeinrichtung hat einen inneren Meßoberflächendurchmesser, der dem Außendurchmesser der erwünschten Bezugsebene des Trichters, der repariert wird, entspricht (diese Bezugsebene kann, falls erwünscht, die Ablenkjoch-Bezugslinie sein). Die örtliche Lage auf der z-Achse dieses Meßoberflächen-Innendurchmessers (wenn der Meßabschnitt 14 in einer Meßposition ist) wird entweder gespeichert, oder in den Computer eingegeben. Ebenfalls in dem Computer gespeichert wird der Abstand von dem Meßoberflächen-Durchmesser zur erwünschten Ablöseebene auf der z-Achse für den speziellen Trichter. Der Meßabschnitt 14 wird in die Meßposition bewegt, wie in Figur 3 illustriert, und die Antriebsanordnung 30 wird aktiviert, um den Trichterlagertisch 16 nach oben anzuheben, bis der Trichter 20 auf die Meßoberfläche der Meßeinrichtung 44 trifft. Die elektronischen Sensoren 43 erfassen, wann der Trichter 20 die Meßeinrichtung 44 berührt, und die Sensoren 43 senden ein Signal, das dem Computer mitteilt, daß die Berührung geschehen ist. Der Computer kann dann die Position der Ablöseebene durch Addieren oder Subtrahieren des geeigneten Abstandes berechnen.
Wenn einmal eine örtliche Lage der Ablöseebene auf der z- Achse eingerichtet ist, implementiert das Computersteuersystern ein oder mehr darin gespeicherte Programme, welche die Bewegung der verschiedenen Komponenten der Vorrichtung 8 steuern, um einen erfolgreichen Ablöse- und Wiederanschmelzbetrieb zu bewirken. Dies geschieht durch Initialisieren von Steuerprogrammen innerhalb des Computers, welche jeden der Motoren, die die verschiedenen beweglichen Komponenten antreiben, steuern. Beispielsweise wird bei einer Ausführungsform die Lagerplattform 16 nach oben und/oder nach unten entlang der z-Achse nach Belieben bewegt, d.h. so daß die Ablöseebene des Trichters 18 sich zunächst zum Einkerbmechanismus 51, dann zum Ablösebrenner 58, dann zum Wiederanschmelzbrenner 64 usw. bewegt. Weitere Programme im Computer können dann implementiert werden, um die Einkerbvorrichtung, den Ablösebrenner usw. so zu steuern, daß sie die erwünschten Ablöseund/oder Wiederanschmelzprozeduren genau auszuführen. Es gibt 4 eine Vielzahl von Verfahren, welche zum Steuern der beweglichen Komponenten der Vorrichtung 8 benutzt werden können. Wie man die Benutzung der herkömmlichen analytischen Techniken, Computerprogramme und geometrischen Beziehungen auswählt, ist in großem Ausmaß eine Frage der Designauswahl. Wie oben erwähnt, kann die örtliche Lage der Meßoberfläche der speziellen benutzten Meßeinrichtung auf der z-Achse zunächst in die Computersteuereinrichtung eingegeben werden müssen. Alternativermaßen können die Vorrichtung 8 und jede der benutzten Meßeinrichtungen so entworfen sein, daß für jede Meßeinrichtung die örtliche Lage der YRL oder einer anderen Bezugsebene auf der Meßoberfläche auf der z-Achse eine Konstante ist.
Unter gewissen Umständen kann die Meßeinrichtung uneben sein, wenn sie das Ablenkjoch berührt, vielleicht weil der Trichter leicht im Ablenkjochbereich gebogen ist oder leicht dezentriert von der Meßeinrichtung 44 angebracht ist. Gewöhnlichermaßen könnte dies ein Problem beim Lokalisieren der Ablenkjoch-Bezugslinie schaffen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jedoch ist ein einfaches Computerprogramm vorgesehen und im Computer gespeichert, welches einen Mittelwert von drei örtlichen Lagen, die durch die drei Sensoren 43 erfaßt werden, bildet. Dieser Mittelwert wird notwendigerweise zwischen dem höchsten und dem niedrigsten Berührungspunkt liegen, und die Benutzung dieses Mittelwerts hat extrem genaue Resultate bei der Herstellung von Trichtern produziert.
Nachdem die vertikale Position der Ablenkjoch-Bezugslinie ermittelt ist, senkt der Antrieb 30 die Lagerplattform 16 und den Trichter 20 vorn Meßabschnitt 14 ab, und der Meßabschnitt 14 wird über die Armatur 49 in eine Nicht-Betriebsposition, wie in Figur 1 illustriert, geschwenkt.
Nachdem der Computer die örtliche Lage der erwünschten Ablöseebene errechnet hat, senkt die Antriebsanordnung 30 die Lagerplattform 16 ab, so daß der Einkerbmechanismus und der Lagertisch am geeigneten Ort sind, um zu ermöglichen, daß der Karbidschneider 41 die Innenoberfläche des Trichters an der im voraus eingerichteten Ablöseebene einkerbt. Der Einkerbmechanismus 50 kann jeglicher herkömmliche Einkerbmechanismus, wie z.B. ein Karbidrad 51 oder jeglicher andere Einkerbmechanismus, zusammen mit einer Einrichtung zum Erzeugen einer Kraft in der Richtung der einzukerbenden Glasoberfläche, die hinreichend ist, um zu veranlassen, daß das Karbidrad die Glasoberfläche einkerbt, sein.
Der Ablösebrenner 58, der entweder fest oder beweglich an dem Hauptrahmen 9 angebracht sein kann, wird dann in eine Position neben der eingekerbten Ablöseebene bewegt, und zwar entweder durch Bewegen des Ablösebrenners 58 nach unten oder Bewegen der Lagerplattform 16 nach oben um einen geeigneten Abstand, so daß der Ablösebrenner 58 direkt gegenüber der jetzt eingekerbten Einlöseebene liegt. Bei der illustrierten Ausführungsform ist der Ablösebrenner 58 fest an dem Hauptlagerrahmen 9 angebracht, und der Lagertisch 16 wird angehoben, um den Trichter bezüglich des Ablösebrenners geeignet zu positionieren. Der Ablösebrenner kann jeglicher Typ eines geeigneten Brennermechanismus sein, wie z.B. ein Spaltringtyp. Nachdem der Brenner gezündet ist, bringen die Flammen auf den eingekerbten Bereich des Glases eine Wärmemenge auf, die ausreicht, um zu veranlassen, daß die eingekerbte Oberfläche vollständig über die Dicke des Glases bricht. Der Rest des Glashalses, der üblicherweise als oxidhaltiger Abbruch bzw. "Moil" bekannt ist, wird dann typischerweise gesammelt und als Glasscherbe recycelt.
Während des Sammelbetriebs des oxidhaltigen Abbruchs kann jegliche von dem oxidhaltigen Abbruch gegen die Bruchfläche des Trichters nach unten gerichtete Kraft die Bruchfläche des Trichters zerkratzen. Dieses Zerkratzen des Trichters durch den oxidhaltigen Abbruch kann zur Erzeugung kleiner Blasen in dem Bereich, in dem der Hals 32 mit dem Trichter 18 verbunden wird, führen, wobei dieser Defekt üblicherweise als Kochblase bekannt ist.
Demzufolge wird, um ein Zerkratzen des Trichters durch den oxidhaltigen Abbruch während des Ablösebetriebs zu vermeiden, der oxidhaltige Abbruch vorzugsweise unter Benutzung eines Paares zangenartiger Abbruch-Abnahmefinger 59, welche ebenfalls am Hauptrahmen 9 angebracht sind, nach oben gehoben (entlang der z-Richtung nach dem Ablösen). Im Betrieb bewegen sich die Abnahmefinger 59 vor dem Ablösen des Halses in ihre Position, um den oxidhaltigen Abbruch zu greifen. Nach dem Ablösen werden die Abnahmefinger 59 die den jetzt abgelösten oxidhaltigen Abbruch noch umklammern, nach oben entlang der z-Achse und weg von dem Trichter (alternativermaßen könnte der Lagertisch nach unten bewegt werden) bewegt, um ein Zerkratzen des Trichters durch den oxidhaltigen Abbruch zu verhindern. Der oxidhaltige Abbruch kann dann entfernt werden und als Glasscherbe recycelt werden.
Der Lagertisch 16 wird dann über die Antriebsanordnung 30 nach oben bewegt, bis die Ablöseebene des Trichters neben dem Anschmelzbrenner 64 liegt, wobei die Anordnung durch die Brennerantriebsanordnung 66 angetrieben wird. Zum Bewirken des Anschmelzens des neuen Halses an den abgelösten Trichter wird die Halseinspanneinrichtung 34 durch die Antriebsanordnung 36 nach unten bewegt (und/oder der Lagertisch wird nach oben bewegt), so daß sowohl die obere Oberfläche des Trichters als auch die untere Oberfläche des Ersatzhalses 32 im Bereich des Anschmelzbrenners 64 liegen. Milde Vorwärmflammen werden zunächst im Anschmelzbrenner 64 gezündet, um ein thermisch induziertes Zerspringen des Trichters oder des Halses zu verhindern. Starke Anschmelzflammen werden dann im Brenner 64 gezündet, um den Ersatzhals 32 und die abgelöste Oberfläche des Trichters zu erweichen. Der Anschmelzbrenner 64 kann jeglicher geeignete Brenner sein, wie z.B. ein rotierender Typ. Ein rotierender Brenner besteht aus einer Vielzahl von Gasbrennerdüsen, die in einem kreisförmigen Ring um die äußere Peripherie des Halses verteilt sind, wobei jede Brennerdüse zum anzuschmelzenden Halsbereich zeigt. Während des Anschmelzbetriebs rotiert der Brenner um den Hals, um die Wärme von den Brennerdüsen gleichmäßiger zu verteilen.
Wenn beide Glasoberflächen hinreichend erwärmt sind, wird die Halseinspanneinrichtung 43 nach unten bewegt, um den Ersatzhals 32 auf den Trichter 20 und in eine Anschmelzposition ihm gegenüber abzusenken. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird der Ersatzhals während des Anschmelzbetriebs von dem Trichter leicht weggezogen, um eine Ansammlung geschmolzenen Glases in dem Bereich zu vermeiden, in dem der Ersatzhals auf den Trichter trifft. Solch ein Betrieb, der üblicherweise als ein Halsanschmelzverfahren des Druck- und Zugtyps bekannt ist, kann ebenfalls unter Benutzung eines geeigneten numerischen Computer-Steuerprogramms gesteuert werden. Die Größe des Rückzuges kann abhängig von der besonderen Kombination von dem Trichter und dem anzubringenden Ersatzhals variieren.
Nachdem das Anschmelzen fertig ist, werden die Anschmelzflammen ausgelöscht, und die Verbindungsstelle wird abkühlen gelassen. Der Ersatzhals 32 wird dann von der Halseinspanneinrichtung 34 losgelassen, und die Halseinspanneinrichtung 34 wird nach oben in ihre ursprüngliche örtliche Lage durch die 4 Antriebsanordnung 36 zurückgezogen. Der Lagertisch 16 wird dann in seine ursprüngliche Position über die Antriebsanordnung 30 zurückgezogen, die Warenpositionierklemme 28 wird gelöst, und der Trichter 20 mit dem jetzt daran angebrachten Ersatzhals 32 wird von der Lagerplattform 16 entfernt. Der reparierte Trichter kann, falls erwünscht, getempert werden.
Ein nächster Trichter und Ersatzhals werden dann in die Vorrichtung eingesetzt, und der oben beschriebene Prozess wird wiederholt. Idealerweise laufen Trichter mit dem gleichen Design, Gestalt und Größe nacheinander, wonach andere Gestalten, Größen usw. repariert werden. Selbstverständlich kann es beim Wechsel von einem Trichter mit einem Design oder einer Größe auf einen anderen notwendig sein, die Meßblocks zu wechseln (falls sich der Durchmesser der Bezugslinie ändert) oder eine neuen Abstand der Bezugslinie zur Ablöseebene einzugeben usw..
Ersatzhälse mit anderen als üblichen Längen und Durchmessern können leicht zusammen mit jeglichem speziellen Hals, falls erwünscht, durch Eingeben der entsprechenden Dimensionen in den Computer, des Abstandes von der YRL zur Ablöseebene, usw. um zu ermöglichen, daß der Computer die Anbringung eines bestimmten Halses an einen bestimmten Trichter steuert, verwendet werden.
Die Erfindung wurde detailliert mit besonderem Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen davon beschrieben, aber man wird verstehen, daß Variationen und Modifikationen innerhalb des Gehalts und des Schutzumfangs der Erfindung durchgeführt werden können. Beispielsweise könnte, obwohl die Erfindung beschriebenemaßen eine bewegliche Trichter-Lagerplattform benutzt, die sich zu den verschiedenen Einkerb-, Ablöse-, Anschmelz- und weiteren Operationen bewegt, die Lagerplattform fest an dem Lagerrahmen angebracht sein, und jede der Operationen (Einkerben, Ablöseflamme, Anschmelzen, usw.) zu dem stationären Trichter bewegt werden. Ebenfalls sollte bemerkt werden, daß, obwohl die hier diskutierten Beispiele eine mechaniche Meßeinrichtung und einen elektronischen Sensor benutzen, es selbstverständlich vorstellbar ist, daß ein Lasermeßsystem dafür eingesetzt werden könnte. Beispielsweise könnte der Laser zum Lokalisieren des erwünschten Durchmessers durch geeignetes Reflektieren und Erfassen des Lasers von der Außenoberfläche des Trichters benutzt werden. In solchen Fällen könnte die Meßeinrichtung fest (und nicht drehbar) an der Vorrichtung 8 angebracht sein. Es sollte weiterhin bemerkt werden, daß die für die für die verschiedenen Komponenten illustrierten und erwähnten Alternativen, wie z.B. die Meßeinrichtungen, die Lagerplattformen, die Einkerbvorrichtungen, die Antriebsanordnungen, und die Brenner nur zur Illustration dienen und nicht umfassend sind.

Claims

1. Verfahren zum Reparieren und/oder Zusammenbauen von Kathodenstrahlröhren, bei dem ein Abschnitt des Halses (22) eines defekten Glastrichterbauteils (18) einer Glaskathodenstrahlröhre bei einer spezifisch definierten Ebene abgelöst wird und ein Ersatzhalsbauteil (32) an das Trichterbauteil angebracht wird und welches die folgenden Schritte aufweist:

Bestimmen der örtlichen Lage einer Bezugsebene;

Zuführen der aus dem Bestimmungsschritt erhaltenen Information zu einer Systemsteuereinrichtung;

Ablösen des eingeschnürten Endes des Glases von dem Trichterbauteil an einer Ablöseebene; und

Steuern des Ablöseschrittes durch die Systemsteuereinrichtung unter Verwendung der Information, welche durch den Bestimmungsschritt erhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Bezugsebene dieselbe ist wie die Ablöseebene oder bei dem die Bezugsebene verwendet wird zur Bestimmung der Ablöseebene.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Bestimmungsschritt aufweist:

Berühren des Trichterbauteils (18) mit einer Meßeinrichtung (14); und sensorisches Erfassen der Bewegung der Meßeinrichtung mit einem Sensor (43), wobei der Sensor bei Auftreten einer Bewegung ein Signal erzeugt; und

wobei die Systemsteuereinrichtung das Signal zur Bestimmung der örtlichen Lage der Ablöseebene verwendet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem der Ablöse schritt das Einkerben des Trichters (18) an der Ablöseebene umfaßt und wahlweise das Anlegen einer Hitzequelle (58) an der Ablöseebene des Trichters.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, welches ferner aufweist: Anfügen des Ersatzhalsbauteils (32) an das Glastrichterbauteil (18) an der definierten Ebene; wobei der Schritt durch das Computer-Steuersystem unter Verwendung von Information aus der Bestimmung der örtlichen Lage der Bezugsebene gesteuert wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Bestimmungsschritt die kooperative Verwendung eines elektronischen Sensors (43), einer Meßeinrichtung (14) sowie eines Computers umfaßt.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Bestimmungsschritt das Messen des Trichterbauteils (18) zur Bestimmung der örtlichen Lage der Bezugsebene wahlweise unter Verwendung eines Lasers umfaßt.

8. Vorrichtung (8) zum Ausführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 mit:

einem Rahmen (9) und einer an den Rahmen angebrachten Lagereinrichtung (16) zum Lagern eines Glastrichterbauteils (18); und

einer Ablöseeinrichtung (59, 58) zum Ablösen des Trichters an einer definierten Ebene; gekennzeichnet durch:

eine an den Rahmen (9) angebrachte Meßeinrichtung (14) zur Bestimmung einer örtlichen Bezugslage auf dem Trichterbauteil (18), wobei wenigstens die Meßeinrichtung (14) oder die Lagereinrichtung (16) hin zu der anderen Einrichtung bewegbar ist und die Meßeinrichtung ein für die Örtliche Lage repräsentatives Signal liefert; und durch eine Steuereinrichtung für den Empfang und die Auswertung des Signais zur Steuerung der Bewegung von wenigstens einem bewegbaren Teil an der Vorrichtung.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (14) einen Sensor (43) zum Liefern eines Signales enthält, und daß die Steuereinrichtung eine Systemsteuereinrichtung ist.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner wenigstens eine Antriebsanordnung (30, 36) aufweist, welche an den Rahmen (9) zum Anheben oder Absenken von wenigstens der Meß (14) oder der Lagereinrichtung (16) angebracht ist, und daß die Systemsteuereinrichtung die Antriebsanordnung steuert.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Systemsteuereinrichtung ein abgespeichertes Programm enthält, welches auf das Signal reagiert.

. 12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Systemsteuereinrichtung die Örtliche Lage einer durch den Trichter verlaufenden definierten Ebene bestimmt, bei welcher ein Ersatzhals (32) anzubringen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner eine an den Rahmen (9) angebrachte Einspanneinrichtung (34) zum Halten eines Glashalsbauelementes (32) aufweist, wobei wenigstens entweder die Lagereinrichtung (16) oder die Einspanneinrichtung (34) entlang eines Weges zueinander hin- oder herbewegbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (43) einen Niederspannungsverschiebungssensor aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung das Signal zum Lokalisieren der definierten Ebene verwendet.

16. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (14) einen Laser aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablöseeinrichtung (50, 58) eine Ritzeinrichtung (51) zum Abkerben des Trichterbauteils (18) an der definierten Ebene aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner aufweist:

eine an den Rahmen (9) angebrachte Einspanneinrichtung (34) zum Halten eines Ersatzglashalsbauteils (32), wobei wenigstens entweder die Lagereinrichtung (16) oder die Einspanneinrichtung (34) zueinander entlang eines Weges hin- und herbewegbar ist, und/oder

wenigstens eine an den Rahmen (9) angebrachte Brennereinrichtung (58) zum Ablösen des Halsendes (22) des Trichterbauteils (18) an der definierten Ebene nach erfolgtem Einkerben und zum Verschmelzen des Ersatzglashalsbauteils (32) und des Glastrichterbauteils (18) an der definierten Ebene nach erfolgtem Ablösen des Halsabschnittes (22) des Trichters.