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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen Rahmen für
eine Lochmaske einer Kathodenstrahlröhre, und insbesondere auf eine
Röhre für einen
Farbfernseher.
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Röhren
für Farbfernseher
mit einem Rahmen für
eine Lochmaske enthalten ein Glasgehäuse, in dem die metallischen
Teile befestigt sind, von denen eines aus der Lochmaske besteht,
die an einem Rahmen befestigt ist, während das andere Teil aus einer magnetischen
Abschirmung besteht, welche im Inneren des Glasgehäuses befestigt
ist.
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Das Glasgehäuse besteht aus zwei Teilen, und
zwar aus einer Platte, welche den Schirm enthält, auf dem das Bild hergestellt
wird, und einem Konus, auf dem die Elektronenkanone und die Wicklungen
für die
Ableitung der Elektronenstrahlen der Kathodenstrahlröhre befestigt
sind.
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Der Rahmen der Lochmaske besteht
aus einem dünnen
Metallstreifen, in den Bohrungen mit kleinen Abmessungen und in
einer bestimmten Form durch chemische Bearbeitung eingearbeitet
sind. Die verwendeten Metallstreifen bestehen im allgemeinen aus
einem Stahl mit einem geringen Kohlenstoffgehalt, oder aus einer
Eisen-Nickel-Legierung, wie zum Beispiel Invar. Die Lochmaske wird
durch warmes oder kaltes Tiefziehen so hergestellt, dass sie einen peripheren
Rand aufweist, an den ein Metallrahmen angeschweißt wird.
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Die Einheit, die aus dem Rahmen und
der Lochmaske besteht, wird an der Innenseite der Glasplatte mit
Hilfe von Aufhängungsmitteln
befestigt, die an dem Rahmen befestigt sind und in Zapfen eingreifen,
welche in dem Glas der Platte verkapselt sind.
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Die innere Abschirmung der Röhre kann
entweder an dem Rahmen der Lochmaske, oder an den Befestigungszapfen
befestigt werden, die in dem Glas der Platte verkapselt sind.
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Im Stand der Technik sind Kathodenstrahlröhren verschiedener
Art bekannt, die sich insbesondere durch die Art der Lochmaske oder
die Art des verwendeten Rahmens oder auch durch die Art der Befestigung
des Rahmens im Inneren des Glasgehäuses der Röhre unterscheiden.
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In bezug auf die verschiedenen Arten
des verwendeten Rahmens unterscheidet man insbesondere zwischen
dünnen
und leichten Rahmen, deren Wandstärke zum Beispiel in der Größenordnung
von 0,2 mm liegt, sowie zwischen dicken, steifen und schweren Rahmen.
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In bezug auf die Art der Befestigung
des Rahmens in dem Glasgehäuse
wird zwischen einer Aufhängung
des Rahmens an den Ecken des Schirms und der Aufhängung des
Rahmens im mittleren Teil der peripheren Ränder der Platte mit Hilfe von
bimetallischen Kompensationsmitteln unterschieden, die an der Außenseite
der Ränder
des Rahmens befestigt sind.
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Die Aufhängung der Lochmaske mit Hilfe
ihres Rahmens im Inneren des Glasgehäuses der Röhre muß es erlauben, mehrere Funktionen
zu erfüllen.
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In erster Linie muß es diese
Aufhängung
erlauben, die relativen Bewegungen des Glasschirms und der Lochmaske
zu kontrollieren, welche insbesondere durch die Ausdehnung der Lochmaske
erzeugt werden, welche sich durch den Aufprall der Elektronenstrahlen
erwärmt,
um so die Reinheit der Farben zu erhalten, die auf dem Bildschirm
abgebildet werden.
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Außerdem müssen die Mittel für die Aufhängung die
Lochmaske in ihrer Position im Inneren des Glasgehäuses selbst
dann halten, wenn die Kathodenstrahlröhre Schockbelastungen ausgesetzt
wird, und die Lochmaske gegen von außen einwirkende mechanische
Belastungen schützen.
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Schließlich müssen es die Aufhängesysteme erlauben,
die Lochmaske während
der Herstellung der Kathodenstrahlröhre zu demontieren oder zu
verschieben, und sie dann wieder in dem Glasgehäuse so oft, wie dies notwendig
ist, zu befestigen.
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Die Einheit aus der Lochmaske, dem
Rahmen und den Mitteln für
die Aufhängung
des Rahmens muß insbesondere
die beiden folgenden Eigenschaften aufweisen:
- – einerseits
muß sie
es ermöglichen,
die Schwankungen der Abmessungen auszugleichen, die sich aus einer
globalen Erwärmung
der Einheit ergeben;
- – andererseits
muß sie
eine große
mechanische Stabilität
gewährleisten.
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In den meisten aus dem Stand der
Technik bekannten Einheiten wird ein Rahmen aus Stahl verwendet,
der eine große
Wandstärke
hat und schwer und steif ist, und der mit Hilfe von drei oder vier
bimetallischen Federn befestigt ist, die in Zapfen eingreifen, die
im mittleren Teil der peripheren Ränder der Glasplatte verkapselt
sind. Die Nachteile dieser bekannten Einheiten liegen darin, dass
der Rahmen eine starke thermische Trägheit aufweist und dass die Art
der Kompensation der Schwankungen der Abmessungen aufgrund der erzeugten
Wärme nicht vollkommen
symmetrisch verläuft.
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Im Stand der Technik ist es ebenfalls
bekannt, Rahmen aus einem dicken Stahl zu verwenden, die schwer
und steif sind und die an den Ecken der Platte mit Hilfe von vier
Aufhängesystemen
befestigt sind. Dieses symmetrische Anordnung hat den Vorteil, dass
damit eine automatische thermische Kompensation erreicht werden
kann. Der Rahmen besitzt jedoch weiterhin eine zu hohe thermische Trägheit.
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Außerdem haben die aus dem Stand
der Technik bekannten dicken Rahmen meist ein zu hohes Gewicht,
das zum Beispiel im Fall der Technologie der sogenannten „gespannten
Lochmaske ' im Bereich
von 2 kg oder mehr liegen kann, wobei die Lochmaske an dem Rahmen
verspannt wird, dessen Steifigkeit ausreichend sein muss, um die
Belastungen auszuhalten, welche durch die Einspannung der Lochmaske
erzeugt werden.
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Im Stand der Technik ist es ebenfalls
bekannt, dünne
Rahmen zu verwenden, deren Wandstärke zum Beispiel in der Größenordnung
von 200 μm
liegt, wobei diese Rahmen mit diesem geringen Gewicht an den Ecken
der Platte befestigt werden.
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Diese dünnen Rahmen haben den Vorteil, dass
sie eine geringe thermische Trägheit
aufweisen, jedoch aufgrund ihrer geringen Wandstärke sehr brüchig sind. Diese Rahmen besitzen
ebenfalls eine unzureichende Steifigkeit. Daher kann es sich als
notwendig erweisen, die Aufhängemittel
an den Befestigungszapfen anzuschweißen, um eine Ablösung des Rahmens
zu vermeiden. Daher gestaltet sich die Herstellung der Kathodenstrahlröhre sehr
viel komplexer.
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Folglich ist es das Ziel der vorliegenden
Erfindung, einen Rahmen für
eine Lochmaske einer Kathodenstrahlröhre, und insbesondere einer
Röhre für einen
Farbfernseher vorzuschlagen, der flache Ränder aufweist, die weitgehend
an den Seitenflächen
einer geraden prismatischen Fläche
angeordnet sind und einen Versteifungsrand für die Befestigung der Lochmaske
an dem Rahmen enthält,
mit dessen Hilfe die Lochmaske im Inneren eines Glasgehäuses der Kathodenstrahlröhre angeordnet
wird, und einen Konus sowie eine Platte mit einem Schirm aufweist,
wobei dieser Rahmen eine gute mechanische Festigkeit, ein sehr geringes
Gewicht bei einer bestimmten Steifigkeit, eine geringe thermische
Trägheit
und weitere Vorteile aufweist, wie zum Beispiel eine geringe Empfindlichkeit
gegen periodische äußere Belastungen
in einem Frequenzbereich, der zum Beispiel zwischen 100 bis 400
Hz liegt.
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Zu diesem Zweck enthalten die flachen
Ränder
des Rahmens eine äußere Membran
und eine innere Membran, die aneinander angesetzt und miteinander
verbunden werden, und die jeweils einen Abschnitt aus einem dünnen Metallstreifen
enthalten.
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Ein Rahmen für eine Lochmaske nach der vorliegenden
Erfindung ist im Anspruch 1 definiert. Ein Verfahren für die Herstellung
eines Rahmens für eine
Lochmaske nach der vorliegenden Erfindung ist im Anspruch 19 definiert.
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Um die mechanische Steifigkeit des
Rahmens zu erhöhen,
wird mindestens eine der äußeren und
der inneren Membranen durch mindestens einen tiefgezogenen Bereich
der Membran verstärkt.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung werden eine der Membranen oder beide
Membranen mit Hilfe von Rippen verstärkt.
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Für
ein besseres Verständnis
der vorliegenden Erfindung werden nachstehend als nicht eingrenzendes
Beispiel in bezug auf die beigefügten Zeichnungen
mehrere Ausführungsarten
des erfindungsgemäßen Rahmens
einer Lochmaske beschrieben:
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Die 1 zeigt
eine perspektivische Ansicht einer Kathodenstrahlröhre mit
einer Lochmaske;
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Die 2A und 2B zeigen Oberansichten von
Metallstreifen, die vor der Verformung ausgeschnitten worden sind,
um so eine äußere und
eine innere Membran eines Rahmens einer Lochmaske nach der vorliegenden
Erfindung nach einer ersten Ausführungsart
herzustellen;
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Die 3A und 3B zeigen Oberansichten von
ausgeschnittenen und geformten Metallstreifen, um so eine äußere und
eine innere Membran eines erfindungsgemäßen Rahmens Lochmaske nach
einer zweiten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung herzustellen;
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Die 4 zeigt
einen perspektivischen Aufriss der Verformung durch Umbiegen und
den Zusammenbau von zwei Metallstreifen, wie sie in den 2A und 2B dargestellt sind, während ein
erfindungsgemäßer Rahmen
einer Lochmaske nach der ersten Ausführungsart hergestellt wird;
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Die 5 zeigt
eine Oberansicht der in der 4 dargestellten
Metallstreifen in der Position ihres Zusammenbaus vor der Verschweißung;
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Die 6 zeigt
eine Oberansicht analog zu der Darstellung der 5, in der die Metallstreifen gezeigt
sind, wie sie in den 3A und 3B in der Position ihres
Zusammenbaus vor der Verschweißung dargestellt
sind;
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Die 7A, 7B, 7C und 7D zeigen
vertikale Querschnitte entlang der Linie 7–7 in der Darstellung der 5 oder der 6, in denen eine äußere und eine innere Membran
eines erfindungsgemäßen Rahmens
der Lochmaske, sowie ein Teil des Rahmens in der Position seiner
Befestigung an dem Rahmen gezeigt ist;
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Die 8A, 8B und 8C zeigen
Oberansichten der Schweißbereiche
zwischen einer inneren Membran und einer äußeren Membran eines erfindungsgemäßen Rahmens
einer Lochmaske, die aneinander befestigt sind;
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Die 9A zeigt
eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rahmens einer Lochmaske
im zusammengebauten Zustand;
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Die 9B zeigt
eine Oberansicht eines Winkelbereiches des in der 9A gezeigten Rahmens;
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Die 9C zeigt
eine Vorderansicht des Winkelbereiches des in der 9B dargestellten Rahmens;
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Die 10 zeigt
eine flache Ansicht einer äußeren Membran
und einer inneren Membran eines erfindungsgemäßen Rahmens für eine Lochmaske, welche
eine Variante des Verfahrens für
die Herstellung eines erfindungsgemäßen Rahmens zeigt;
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Die 11 zeigt
eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Rahmens für eine Lochmaske,
welche es erlaubt, die Technologie einer „gespannten Lochmaske" einzusetzen;
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Die 12A zeigt
eine perspektivische Ansicht eines Teils des Randes des Rahmens
der Lochmaske nach der vorliegenden Erfindung und nach einer Variante
einer Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung;
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Die 12B zeigt
einen Querschnitt entlang der Linie 12B–12B in der Darstellung der 12.
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Die 12C zeigt
einen Querschnitt entlang der Linie 12C–12C in der Darstellung der 12.
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In der 1 sind
die verschiedenen Teile dargestellt, aus denen eine Kathodenstrahlröhre mit einer
Lochmaske besteht, wie zum Beispiel die Röhre eines Farbfernsehers.
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Die Kathodenstrahlröhre, die
durchgehend mit der Bezugsnummer 1 bezeichnet wird, enthält ein Glasgehäuse, welches
aus einem Konus 2 und einer Platte 3 und zwei
Metallteilen 4 und 9 besteht, die im Inneren des
Glasgehäuses
der Röhre
befestigt werden.
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Das Teil 4 besteht aus einem
vormontierten Teil, das die Lochmaske 5 enthält, die
aus einem mit Bohrungen 6 versehenen Metallblech, dem Rahmen der
Lochmaske und den Vorrichtungen für die Aufhängung der Einheit 4 im
Inneren der Platte 3 des Glasgehäuses besteht.
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Das Teil 9 ist eine Metallwand,
die so geformt ist, dass sie eine innere magnetische Abschirmung bildet,
die in den Konus 2 des Glasgehäuses eingesetzt ist, das in
den meisten Fällen
an dem Rahmen befestigt ist.
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Der Konus 2 des Glasgehäuses besitzt
eine rechtwinklige Basis mit abgerundeten Winkeln und eine gekrümmte Wand
mit einer Form, welche der Form des Konus nahe kommt, dessen Querschnitt
in Richtung des hinteren Endes der Kathodenstrahlröhre 1 abnimmt,
an dem der Konus 2, die Elektronenkanonen und die Wicklungen
der Abweichung der Kathodenstrahlröhre befestigt sind.
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Die Platte 3 enthält eine
leicht gekrümmte Wand 3a,
welche den Schirm der Kathodenstrahlröhre bildet, und einen Rand 3b,
dessen rechtwinklige Basis mit abgerundeten Winkeln genau auf die
Basis des Konus 2 aufgesetzt werden kann. An der Innenseite
des Randes 3b der Platte 3 sind Stifte 10 befestigt,
die nach innen vorstehen, und mit deren Hilfe die Einheit 4,
welche aus der Lochmaske 5 und dem Rahmen 7 besteht,
durch Aufhängemittel 8 an
den Rändern
des Rahmens 7 befestigt werden kann. Die Kathodenstrahlröhre 1,
die in der 1 dargestellt ist,
besitzt Befestigungszapfen 10, die im mittleren Teil der
Ränder 1a der
Platte befestigt sind, die mit den Mitteln für die Aufhängung 8 kooperieren,
die in einem mittleren Bereich an den Rändern des Rahmens 7 der
Lochmaske 5 befestigt sind.
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In der Darstellung der 1 sind die Bauteile der
Kathodenstrahlröhre 1 vor
dem Zusammenbau gezeigt, um die Kathodenstrahlröhre herzustellen.
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Für
die Herstellung und die Montage der Kathodenstrahlröhre werden
die Bauteile 2 und 3 des Glasgehäuses, der
Einheit 4 und der magnetischen Abschirmung 9 getrennt
hergestellt. Diese Teile werden anschließend so montiert, wie dies
nachstehend beschrieben wird.
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Die Lochmaske 5 wird aus
einem dünnen Streifen
hergestellt, in welche Bohrungen 6 durch chemische Bearbeitung
eingebracht werden. Das gelochte Blech wird anschließend durch
warmes oder kaltes Tiefziehen geformt, um eine Lochmaske 5 mit einem
umlaufenden Rand für
die Montage herzustellen, der eine weitgehend rechteckige Form mit
abgerundeten Winkeln aufweist.
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Der Rahmen 7 wird an den
Montagerand der Lochmaske 5 angeschweißt. Die Mittel für die Befestigung 8 werden
anschließend
an die Ränder
des Rahmens angeschweißt.
Die so hergestellte Einheit 4 wird nach verschiedenen Wärmebehandlungen
an der Innenseite der Platte befestigt.
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Die magnetische Abschirmung 9 wird
anschließend
zum Beispiel durch Verklemmen an dem Rahmen 7 befestigt.
In verschiedenen Ausführungsarten
der vorliegenden Erfindung ist es notwendig, die Abschirmung an
Stiften zu befestigen, die an der Innenwand der Platte angeschweißt sind.
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Anschließend kann das Glasgehäuse montiert
werden.
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Wie dies bereits weiter oben erklärt worden ist,
wurde bei Kathodenstrahlröhren
mit einer Lochmaske, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind,
niemals ein Rahmen für
die Lochmaske vorgesehen, der sowohl eine große mechanische Festigkeit,
als auch ein geringes Gewicht und eine geringe thermische Trägheit aufweist,
und der ebenfalls eine begrenzte Empfindlichkeit gegen periodische
Beanspruchungen in bestimmten Frequenzbereichen zeigt.
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Der erfindungsgemäße Rahmen für eine Lochmaske, der nachstehend
beschrieben wird, erlaubt es, die Nachteile der Geräte aus dem
Stand der Technik zu überwinden.
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In den 2A und 2B ist jeweils eine äußere Membran 11 und
eine innere Membran 12 eines erfindungsgemäßen Rahmens
für eine
Lochmaske dargestellt.
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Die Membranen 11 und 12 werden
aus einem dünnen
Metallstreifen oder Bandstahl aus einem metallischen Werkstoff hergestellt,
wie zum Beispiel einem Stahl, einer Eisen-Nickel-Legierung oder einer
anderen Legierung.
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Der dünne Metallstreifen wird mit
einem äußeren Profil
ausgeschnitten, mit dessen Hilfe vier Zonen 11a, 11b, 11c, 11d oder 12a, 12b, 12c, 12d in
der Längsrichtung
des Streifens hergestellt werden, welche jeweils die äußere Membran
und die innere Membran der Ränder
des Rahmens der Lochmaske bilden, wenn die Streifen 11 und 12 miteinander
verbunden werden, um einen Rahmen herzustellen, dessen flache Ränder an
den Seitenflächen
eines rechteckigen Parallelepipeds angeordnet sind.
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Die Zonen 11a und 11c einerseits
und die Zonen 12a und 12c andererseits der Streifen 11 und 12 haben
eine identische Form und werden verwendet, um die Membranen einer
großen
Seite des Rahmens herzustellen.
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Die Zonen 11b und 11d einerseits
und die Zonen 12b und 12d andererseits der Streifen 11 und 12 haben
eine identische Form und werden verwendet, um die Membranen der
kleinen Seiten des Rahmens herzustellen.
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Zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Zonen, mit deren Hilfe die seitlichen Membranen des Rahmens sowie
einer der Endabschnitte der Streifen 11 oder 12 hergestellt
werden, sind Winkelbereiche oder Anschlussbereiche 11e, 11f, 11g und 11h für den Streifen 11 oder
aber Bereiche 12e, 12f, 12g und 12h für den Streifen 12 vorgesehen.
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In allen Zonen, mit deren Hilfe eine
innere oder eine äußere Membran
einer der Ränder
des Rahmens hergestellt wird, wird der Metallstreifen geformt, wie
zum Beispiel durch Tiefziehen oder Feinwalzen, um untereinander
parallel verlaufende Versteifungsrippen herzustellen.
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Die sukzessiven Zonen des Streifens 11 für die Herstellung
der äußeren Membranen
der Ränder des
Rahmens enthalten Rippen 13, die parallel zu den Längsrändern des
Streifens angeordnet sind.
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Die Zonen des Streifens 12 für die Herstellung
der inneren Membranen der Ränder
des Rahmens enthalten Rippen 14, die senkrecht zu den Längsrändern des
Streifens liegen.
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Es ist ebenfalls möglich, Versteifungsrippen vorzusehen,
die parallel zu den Längsrändern des Streifens
in den Bereichen liegen, in denen eine Membran einer großen Seite
oder einer kleinen Seite des Rahmens herzustellen, sowie Versteifungsrippen,
die senkrecht zu den Längsrändern des
Streifens in den Zonen liegen, in denen eine Membran der anderen
Rändern
des Rahmens hergestellt werden. Daher kann derselbe Streifen in
den sukzessiven Zonen Rippen in der Längsrichtung aufweisen, sowie Rippen,
die senkrecht zu der Längsrichtung
liegen.
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Außerdem können die Winkelbreiche und Anschlussbereiche
ebenfalls Rippen 15 (im Fall des Streifens 11)
oder 16 (im Fall des Streifens 12) aufweisen,
die senkrecht zu den Rippen 13 und 14 in den Zonen
liegen, welche die Membranen an den Rändern des Rahmens bilden.
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Die Streifen 11 und 12 werden
an den Rippen 13, 15, 14 und 16 mit
Bohrungen 17 oder 18 versehen, welche den Streifen
in seiner gesamten Wandstärke durchqueren,
um so zu verhindern, dass Gase zwischen der inneren und der äußeren Membran
an den Rändern
des Rahmens eingefangen werden, wenn die Membranen miteinander verbunden und
verschweißt
werden, wie dies nachstehend noch beschrieben wird.
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Außerdem kann mindestens einer
der beiden Streifen (der äußere Streifen 11 im
Falle der in den 2A und 2B dargestellten Ausführungsart), an
einem seiner Ränder
Klammern 19 in den sukzessiven Zonen enthalten, welche
die Membran einer Wand des Rahmens bilden, sowie in den Winkelbereichen
und den Anschlussbreichen.
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Wie man in der Darstellung der 7B erkennen kann, werden
die Klammern 19, wenn der Streifen für die Herstellung des Rahmens
gebogen wird, um 90° nach
innen in die Ebene des Streifens 11 umgebogen.
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In der Darstellung der 7B kann man außerdem erkennen,
dass ein Abschnitt 20 des oberen Randes des Streifens 11,
welcher eine geringere Breite hat, als der untere Rand 19,
ebenfalls um 90° nach
innen umgebogen wird, wodurch die Versteifung des Rahmens noch verbessert
wird. Die Lochmaske 5 wird an den oberen Rand 20 des
Rahmens angesetzt und dort verschweißt.
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In der 7B ist
die Lochmaske 5 in der Position der Montage dargestellt.
Der Rand 5a der Lochmaske 5 wird an den oberen
Rand der äußeren Membran
des Rahmens an dem Rand 20 angesetzt, der in das Innere
des Rahmens umgebogen ist. Die Verschweißung der Lochmaske erfolgt
an der Außenseite
des Rahmens, wie dies durch den Pfeil 51 angedeutet ist.
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In der Darstellung der 7C ist eine Variante der
Herstellung des Rahmens und der Art der Befestigung der Lochmaske 5 dargestellt.
Der Rand 20 der äußeren Membran
des Rahmens wird an die Außenseite
des Rahmens umgebogen, und der Rand 5a der Lochmaske 5 wird
an die innere Membran des Rahmens an dem Rand 20 angesetzt.
Die Verschweißung
kann von der Außenseite
des Rahmens (Pfeil 51) oder von der Innenseite des Rahmens
(Pfeil 51')
durchgeführt
werden. Als Variante könnte
der Versteifungsrand 20 dadurch hergestellt werden, dass
der obere Rand der inneren Membran an die Außenseite über der äußeren Membran umgebogen wird,
und der Rand 5a der Lochmaske 5 wird an die innere
Membran angeschweißt.
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In der Darstellung der 7D ist der Fall eines gespannten
Rahmens einer Lochmaske dargestellt. In diesem Fall haben der Rand 20 und
die Lochmaske die Form von zylindrischen Abschnitten mit einem kreisförmigen Querschnitt.
Die Lochmaske 5 wird an den Rand 20 angesetzt
und an diesem Rand 20 verschweißt. Nachstehend wird in bezug
auf die 11 in größeren Einzelheiten
die Montage einer Lochmaske an einem erfindungsgemäßen Rahmen
nach der Technik einer „gespannten
Lochmaske' beschrieben.
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In der Darstellung der 7A ist gezeigt, dass in
gewissen Fällen
die innere Membran des Rahmens ebenfalls einen Rand 19' enthalten kann, der
um 90° nach
innen umgebogen ist und auf den Rand 19 der äußeren Membran
aufgelegt wird.
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Nach dem Ausschneiden, dem Formen
und dem Bohren der Streifen 11 und 12 wird der
Rahmen zusammengebaut und geformt.
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Nach einem ersten Ausführungsbeispiel,
das in den 4 und 5 dargestellt ist, erfolgt
die Verschweißung
der äußeren und
inneren Membranen des Rahmens nach dem Biegen der Streifen 11, 12, aus
denen die Membranen bestehen.
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Nach einer Variante der Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung, die in bezug auf die Darstellung der 10 erklärt wird, kann die Verschweißung der äußeren und
inneren Membran des Rahmens in den übereinander gelegten Positionen
vor dem Umbiegen der Membranen durchgeführt werden.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird ein Teil des Randes des Streifens 11,
welcher die äußere Membran
bildet, und der gegenüber den
Klammern 19 liegt, umgebogen, um den Versteifungsrand 20 zu
bilden, an dem die Lochmaske befestigt wird. In bestimmten Fällen ist
es möglich, ebenfalls
den entsprechenden Rand des Streifens 12, welcher die innere
Membran bildet, umzubiegen, wobei der Versteifungsrand, an dem die
Lochmaske befestigt wird, dann aus den benachbarten Rändern der äußeren und
inneren Membranen besteht.
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Anschließend werden die Klammern 19 des Streifens 11 nach
innen gebogen, wie dies in den 7A und 7B dargestellt ist.
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Auf dem Streifen, welcher die innere
Membran 12 bildet, können
entsprechende Klammern 19' vorgesehen
werden, und diese Klammern 19' werden ebenfalls um 90° nach innen
umgebogen.
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Das Umbiegen des Streifens 11,
welcher die äußere Membran
bildet, wie dies in der 4 dargestellt
ist, erfolgt an den Rändern,
die senkrecht zu den Längsrändern des
Streifens liegen, welche die Winkelbereiche 11e, 11f, 11g und
den Anschlussbereich 11h enthalten. Nach dem Umbiegen wird der Streifen 11 in
eine Schablone gelegt, die es erlaubt, die Bereiche des Streifens
zu halten, welche zwischen zwei Winkelbereichen an den Seitenflächen eines
rechteckigen Paralellepipeds liegen, wie dies in der 5 dargestellt ist. Dadurch
wird der äußere Streifen 11 durch
Verschweißen
der Klammern 19, die einen der umgebogenen Ränder des
Streifens bilden, in der von der Schablone vorgegebenen Form gehalten,
und dann wird der Streifen 12 nach dem Umbiegen, wie dies
in den 4 und 5 dargestellt ist, in das
Innere des Streifens 11 geschoben, welcher die äußere Membran
bildet, die in der entsprechenden Form umgebogen und montiert worden
ist.
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Der umgebogene Streifen 12 wird
in den umgebogenen und vormontierten Streifen 11 in der
Position eingeschoben, die in der 5 dargestellt
ist, das heißt
so, dass die Zone 11d des Streifens 11 gegenüber der
Zone 12b des Streifens 12 liegt. Auf diese Weise
befinden sich die Anschlussbereiche 11h und 12h der Streifen 11 und 12 in
den Winkeln des Rahmens, die an den Enden einer Diagonale liegen.
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Nachdem die Streifen 11 und 12 in
die in der 5 dargestellte
Position umgebogen worden sind, werden die übereinandergelegten Streifen
verschweißt,
um insbesondere die Befestigung der Anschlussbereiche 11h und 12h an
einem gegenüberliegenden
Winkelbereich herzustellen, wie dies durch die Pfeile 24 angedeutet
ist.
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Die Verschweißung kann durch Elektroschweißen, oder
durch Laserschweißen
oder Plasmastrahlschweißen
durchgeführt
werden. Die Befestigung kann ebenfalls durch Löten hergestellt werden, soweit
sie mit den Anforderungen an die Haltbarkeit im Vakuum und den elektronischen
Leistungen vereinbar ist, die von einer Kathodenstrahlröhre erwartet
werden.
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In der erfindungsgemäßen Ausführungsart des
Rahmens, die in bezug auf die Darstellungen der 4 und 5 gezeigt
ist, werden zwei Streifen 11 und 12 eingesetzt,
wie sie in den 2A und 2B dargestellt sind.
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Nach einer zweiten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung ist es ebenfalls möglich, einen Rahmen dadurch
herzustellen, dass vier ausgeschnittene und geformte Streifen verwendet
werden, wobei zwei dieser Streifen eine äußere Membran des Rahmens bilden,
während
die beiden anderen Streifen die innere Membran des Rahmens bilden.
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In den Darstellungen der 3A und 3B ist jeweils ein Streifen 21 gezeigt,
der einen Teil einer äußeren Membran
eines erfindungsgemäßen Rahmens
einer Lochmaske bildet, sowie ein ausgeschnittener Streifen 22 dargestellt,
welcher einen Teil einer inneren Membran eines erfindungsgemäßen Rahmens
einer Lochmaske nach einer zweiten Ausführungsart der vorliegenden
Erfindung bildet.
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Für
die Herstellung des Rahmens werden zwei Streifen 21 und
zwei Streifen 22 verwendet, die nach dem Umbiegen miteinander
verbunden werden, wie dies in der 6 dargestellt
ist.
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Der Streifen 21 enthält zwei
sukzessive Zonen 21a und 21b, welche die äußere Membran
einer großen
Seite und einer kleinen Seite des Rahmens der Lochmaske bilden.
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In der gleichen Weise enthält der Streifen 22 zwei
sukzessive Zonen 22a und 22b, welche die inneren
Membranen einer großen
Seite und einer kleinen Seite des Rahmens für die Lochmaske bilden. In der
gleichen Weise, wie die in den 2A und 2B dargestellten Streifen 11 und 12,
enthalten die Streifen 21 und 22 Winkelbereiche
zwischen den Zonen, welche die Membranen an den Rändern des
Rahmens bilden, sowie einen Anschlussbereich an einem der Endabschnitte.
Es ist nicht notwendig, die Streifen 21 und 22 im
Einzelnen zu beschreiben, die analog zu den Streifen hergestellt
werden, welche der Hälfte
dieser Streifen in der Längsrichtung
entsprechen.
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Für
die in der 6 dargestellte
Herstellung des Rahmens einer Lochmaske werden zwei Streifen 21 und 21' verwendet,
welche die äußeren Membranen
des Rahmens bilden, sowie zwei Streifen 22 und 22', welche die
inneren Membranen bilden.
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Die Streifen 21 und 21' werden umgebogen und
so in eine Schablone eingelegt, dass die Zonen der Streifen 21a und 21b an
den Seitenflächen
eines rechteckigen Parallelepipeds angeordnet sind. Anschließend werden
die Streifen 21 und 21' an dem definierten Parallelepiped
durch Verschweißen
der Klammern oder Zungen 23 vormontiert, welche an dem
Längsrand
des Streifens 21 angeordnet und um 90° nach innen umgebogen sind.
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Die Streifen 22 und 22' werden umgebogen und
in das Innere des Rahmens eingeschoben, welcher aus den umgebogenen
Streifen 21 und 21' besteht,
und an einem parallelepipeden Profil vormontiert und in der Schablone
festgehalten.
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Nach dem Umbiegen werden die Streifen 22 und 22' in das Innere
des äußeren Rahmens,
welcher aus den Streifen 21 und 21' besteht, so eingeschoben, dass
die Endbereiche der Anschlussbereiche 22h und 22'h gegenüber zwei
Winkelbereichen der Streifen 21 und 21' angeordnet
sind, die jeweils an einer Diagonale des Profils ausgerichtet sind,
das von den vormontierten Streifen 21 und 21' gebildet wird, und
die sich von der Diagonale unterscheidet, an der jeweils die Anschlussbereiche
der Streifen 21h und 21'h der Streifen 21 und 21' angeordnet
sind.
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Anschließend werden die Streifen 21, 21', 22 und 22' miteinander
verschweißt,
die in der Stellung aneinander angesetzt sind, die in der 6 dargestellt ist. Insbesondere
werden die Anschlussbereiche der Streifen in den vier Winkeln des
Rahmens verschweißt,
wie dies durch die Pfeile 25 angedeutet ist.
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In den Darstellungen der 7A und 7B, die einen vereinfachten Querschnitt
der Streifen zeigen, die jeweils die äußere Membran und die innere
Membran des Rahmens während
der Verschweißung
der übereinandergelegten
Streifen bilden, kann man feststellen, dass in der Position der
Montage die Rippen 13 des äußeren Streifens 11 (oder 21)
nach außen gerichtet
sind und die Rippen 14 des inneren Streifens 12 (oder 22)
so nach innen gerichtet sind, dass die flachen Anschlussbereiche
der äußeren und
inneren Streifen in der Position ihrer Verschweißung aneinandergesetzt sind.
Die Verschweißung
in diesen aneinandergesetzten Zonen erfolgt an der Innenseite oder
der Außenseite
des Rahmens, wie dies durch die Pfeile 26 und 26' angedeutet
ist.
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Es ist nicht notwendig, dass die äußeren und inneren
Streifen die gleiche Breite und die gleiche Wandstärke haben,
wobei diese Abmessungen je nach den für den Rahmen der Lochmaske
gewünschten
Eigenschaften angepasst werden können.
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Die innere Membran muß jedoch
die größtmögliche Fläche der äußeren Membran
zwischen dem oberen Rand für
die Befestigung der Lochmaske und dem in Form einer Langette ausgeschnittenem und
nach innen umgebogenen Rand überdecken.
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Die innere Membran kann einen nach
innen umgebogenen Rand 19' enthalten
oder auch nicht enthalten, der über
dem Rand 19 (oder 23) der äußeren Membran angeordnet ist.
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In den Darstellungen der 8A, 8B und 8C ist
eine innere Membran 12 dargestellt, die an eine äußere Membran 11 angesetzt
ist und mit ihr verschweißt
wird, und die eine Seite eines erfindungsgemäßen Rahmens für eine Lochmaske
bilden.
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Die Membranen 11 und 12 enthalten
Versteifungsrippen 13 und 14, die untereinander
in senkrechter Richtung angeordnet sind. Die Membranen 11 und 12 enthalten
an den Rippen 13 und 14 Bohrungen 17 und 18,
die so angeordnet sind, dass der Zwischenraum zwischen einer Rippe
einer nach innen oder nach außen
vorstehenden Membran und der Oberfläche der anderen Membran mit
der Außenseite
in Verbindung steht. Dadurch wird vermieden, dass Gase innerhalb
der Wand des Rahmens eingeschlossen werden, da solche eingeschlossenen Gase
die Funktion der Kathodenstrahlröhre
stören können.
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In der in der 8A dargestellten Ausführungsart der vorliegenden
Erfindung wurde die Verschweißung
der Membranen 11 und 12 mit Hilfe von Schweißpunkten 27 durchgeführt.
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Die Schweißpunkte 27 werden
an zwei Längsrändern der
Membranen 11 und 12 ausgerichtet und liegen zwischen
den Rippen 13 und 14.
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Im Falle der in der 8B dargestellten Ausführungsart der Montage der Membranen 11 und 12 erfolgt
die Verbindung von zwei Membranen mit Hilfe von kontinuierlichen
Schweißnähten 28.
Insbesondere werden zwei kontinuierliche Schweißnähte 28 an den Längsrändern der
Membranen 11 und 12 hergestellt, wobei Schweißnähte rund
um die Versteifungsrippen 13 und 14 angeordnet
sind und generell geschlossene Schweißnähte zwischen den Versteifungsrippen 13 und 14 hergestellt
werden.
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In der in der 8C dargestellten Ausführungsart der vorliegenden
Erfindung wird die Verbindung der Membranen 11 und 12 dadurch
hergestellt, dass eine Lötpaste
auf bestimmte Bereiche 29 aufgetragen wird, die zwischen
den Membranen 11 und 12 liegen, und dann der vormontierte
Rahmen in einem Ofen auf die Löttemperatur
erwärmt
wird. Auf diese Weise wird die Verbindung der beiden Membranen 11 und 12 in
den Bereichen 29 durch Verlöten hergestellt.
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Vorzugsweise liegen die Bereiche 29 an
den Längsrändern der
Membranen 11 und 12 und zwischen den Versteifungsrippen 13 und 14.
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Es hat sich gezeigt, dass die in
der 8B dargestellte
Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung, in der die Membranen 11 und 12 mit
Hilfe von kontinuierlichen Schweißnähten miteinander verbunden
werden, die bevorzugte Ausführungsart
der Erfindung darstellt, und die beste Verbindung der aneinander
gesetzten Membranen 11 und 12 gewährleistet.
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In der Darstellung der 9 ist der Rahmen der Lochmaske 30 im
montierten und verschweißten Zustand
dargestellt.
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Der in der 9 dargestellte
Rahmen 30 enthält
vier flache Ränder 30a, 30b, 30c und 30d,
die an den Seitenflächen
eines rechtwinkligen Paralellepipeds angeordnet sind.
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Die flachen Ränder des Rahmens 30 bestehen
aus einer äußeren Membran 31 und
einer inneren Membran 32, die aneinandergesetzt sind und
miteinander verschweißt
werden.
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Die äußeren und inneren Membranen
der vier Seiten des Rahmens können
jeweils aus einem oder mehreren Metallstreifen hergestellt werden.
Die inneren und äußeren Membranen
werden durch Rippen verstärkt,
die senkrecht zueinander angeordnet sind.
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Zwischen zwei aufeinanderfolgenden
flachen Seiten enthält
der Rahmen einen flachen Winkelbereich 33, an dem eine
Vorrichtung 34 für
die Aufhängung
des Rahmens innerhalb des Glasgehäuses der Kathodenstrahlröhre befestigt
werden kann.
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Die Winkelbereiche 33 des
Rahmens können
durchgehende Bohrungen aufweisen, welche das Einklemmen der Aufhängevorrichtung 34 ermöglichen.
Auf diese Weise kann eine sichere Befestigung der Aufhängevorrichtung
ohne Verschweißen erreicht
werden. Einer der Ränder
des Rahmens, der aufgrund seiner Anordnung in der 9 als
oberer Rahmen 35 bezeichnet wird, wird verwendet, um die Steifigkeit
der Struktur zu verbessern. Der obere Rand 35 des Rahmens 30 wird
dadurch hergestellt, dass einer der Längsränder einer der Membranen 31 und 32,
und vorzugsweise der Längsrand
der Membran 31 nach innen oder nach außen gebogen wird, oder eventuell
die Längsränder umgebogen
werden, die gegenüber
der äußeren Membran 31 und
der inneren Membran 32 liegen. Wie dies bereits weiter oben
erklärt
worden ist, wird die Lochmaske an dem Rahmen am oberen Rand des
Rahmens 30 befestigt.
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Der gegenüber dem Rand 35 liegende
Rand der äußeren Membran,
der als unterer Rand bezeichnet wird, wird ebenfalls nach innen
umgebogen, um Langetten zu bilden, die insbesondere verwendet werden,
um die Vormontage des Rahmens 30 zu ermöglichen. Es ist ebenfalls möglich, an
den Seiten des Rahmens abklappbare Langetten vorzusehen, und zwar
sowohl in bezug auf die äußere Membran 31 als
auch in bezug auf die innere Membran 32. In diesem Fall
besteht der heruntergeklappte Rand des Rahmens 30 aus übereinandergelegten
und miteinander verschweißten
Langetten der äußeren Membran 31 und
der inneren Membran 32.
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Die in das Innere des Rahmens geklappten Langetten 36 können Versteifungsrippen 37 aufweisen.
An diesen Versteifungsrippen 37 können die Membranen durchgehende
Bohrungen 38 aufweisen.
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In diesem Fall bilden die mit Hilfe
von Rippen versteiften Langetten 36, die nach innen umgeklappt und
miteinander verschweißt
sind, eine Einheit mit einer großen Steifigkeit, an der die
magnetische Abschirmung der Kathodenstrahlröhre zum Beispiel durch Einklemmen
befestigt werden kann.
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In den Darstellungen der 9A und 9B kann man erkennen, dass zwei Langetten 36 an
zwei sukzessiven Rändern
des Rahmens, wie zum Beispiel den Rändern 30b und 30c mit
Hilfe einer ausgeschnittenen Langette 36' zum Beispiel in dem unteren Teil
der äußeren Membran
lotrecht über
dem Winkelbereich befestigt sind.
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Die Langette 36' befindet sich
in der um 90° nach
Innen umgeklappten Position über
den Endabschnitten der Langetten 36 und ist an diesen mit Hilfe
von Schweißpunkten 39 befestigt.
Diese Operation wird vor der Vormontage des Rahmens in einer Schablone
durchgeführt
wird, in welcher er geformt wird.
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Anschließend kann die innere Membran 32 in
den vormontierten Rahmen eingesetzt und in der Schablone gehalten
werden, um sie mit der vormontierten äußeren Membran zu verschweißen.
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In der Darstellung der 10 sind zwei Metallstreifen 41 und 42 dargestellt,
die so ausgeschnitten und geformt worden sind, dass sie die äußere und
die innere Membran eines erfindungsgemäßen Rahmens einer Lochmaske
bilden können.
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Die Membranen 41 und 42 werden
in einer weitgehend identischen Weise zu den Membranen 11 und 12 hergestellt,
die jeweils in den 2A und 2B dargestellt sind. Insbesondere
werden die Streifen 41 und 42 so ausgeschnitten,
dass sie in der Längsrichtung
des Streifens verteilte Bereiche aufweisen, um die äußeren und
die inneren Membranen der flachen Ränder eines Rahmens herzustellen, welche
an den Seitenflächen
eines rechtwinkligen Parallelepipeds angeordnet sind. Diese Bereiche werden
durch Winkelbreiche getrennt. Die Linien der Biegung der Membranen 41 und 42 während der
Herstellung des Rahmens sind Linien, welche senkrecht zu der Längsrichtung
des entsprechenden Streifens liegen, und die Winkelbereiche von
den Bereichen trennen, welche die Ränder des Rahmens bilden.
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Die äußere Membran 41 enthält einen
Rand, der als unterer Rand bezeichnet wird, an dem die Langetten 43 ausgeschnitten
werden, die um 90° in die
Innenseite des Rahmens umgebogen werden, bevor der Rahmen gebogen
und geformt wird.
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Der gegenüber der Membran 41 liegende Längsrand
wird nach außen
oder nach innen um 90° umgebogen.
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Das Ausschneiden und das Umbiegen
in die Innenseite der Ränder
der Membran kann nur an der äußeren Membran
durchgeführt
werden, oder aber gleichzeitig an der äußeren und der inneren Membran.
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Die Metallstreifen, welche die Membranen 41 und 42 bilden,
werden jeweils an einem ihrer Enden so ausgeschnitten, dass sie
einen Anschlussbereich 44 oder 45 bilden, wobei
diese Anschlussbereiche aneinandergesetzt und miteinander verschweißt werden,
nachdem die Streifen 41 und 42 während der
Montage des Rahmens umgebogen worden sind.
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Die Montage und die Verschweißung des aus
den in der 10 dargestellten
Streifen 41 und 42 bestehenden Rahmens erfolgt
nach einer Variante der ersten Ausführungsart der Erfindung, die
vorstehend beschrieben worden ist.
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Die Herstellung der Membranen 41 und 42 aus
den Metallstreifen wird in derselben Weise durchgeführt, wie
in der ersten Ausführungsart
der Erfindung. Insbesondere werden in den Zonen 41a und 42a der
Streifen 41 und 42, welche die äußeren und
inneren Membranen an einer Seite des Rahmens bilden sollen, Versteifungsrillen
zum Beispiel durch Tiefziehen oder Feinwalzen eingebracht.
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In der ersten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung wurden die Streifen nacheinander umgebogen
und miteinander verschweißt.
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Bei der Variante der Ausführungsart
der Erfindung werden zuerst die übereinander
gelegten Streifen verschweißt
und dann umgebogen, und dann wird der hergestellte Doppelstreifen
umgebogen und die Anschlussbereiche verschweißt.
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Vorzugsweise werden die übereinander
gelegten Streifen in dieser Position verlötet.
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Für
das Verlöten
wird in verschiedenen Bereichen eines der Streifen, zum Beispiel
dem Streifen 41, der die äußere Membran bilden soll, eine
Lötpaste
aufgetragen.
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Diese Lötpaste kann in den Bereichen,
welche eine Membran an einer der Seiten des Rahmens bilden sollen,
so verteilt werden, wie dies in der 8c dargestellt
ist.
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Die Lötpaste wird auf die Oberfläche des Streifens 41 gegenüber der
Fläche
aufgetragen, aus der die Versteifungsrippen hervorstehen.
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Auf den Streifen 41, auf
den die Lötpaste
aufgetragen wurde, wird der Streifen 42 so aufgelegt, dass
dieser Streifen 42 auf dem Streifen 41 mit der Seite
aufliegt, die der Seite gegenüberliegt,
aus der die Versteifungsrippen hervorstehen.
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Wenn der Streifen 42 auf
den Streifen 41 aufgelegt wird, wird der Bereich 42a an
den Bereich 41a so angesetzt, wie dies durch den Pfeil 40 angedeutet ist.
Auf diese Weise besitzt der Doppelstreifen, der aus den übereinander
gelegten Streifen 41 und 42 besteht, an seinen
Enden zwei Anschlussbereiche 44 und 45.
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Das Verlöten der Streifen 41 und 42 erfolgt dadurch,
dass die Streifen 41 und 42 in der übereinander
gelegten Position in einen Durchlaufofen eingelegt werden. Bei der
Ofentemperatur bewirkt die Lötpaste
die Verlötung
der beiden Streifen 41 und 42 in der übereinander
gelegten Position.
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Anschließend wird der hergestellte
Doppelstreifen entlang den Seitenlinien umgebogen, welche die Winkelbereiche
von den Bereichen trennen, welche die Membranen der Seiten des Rahmens
bilden. Anschließend
wird der Rahmen durch Verschweißen der
Langetten 43 vormontiert, die aus dem unteren Rand des
Streifens 41 ausgeschnitten worden und die nach innen umgebogen
worden sind.
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Der Rahmen wird durch Verschweißen der aneinander
gesetzten Anschlussbereiche 44 und 45 verschlossen.
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In der gleichen Weise, wie in der
ersten und der zweiten Ausführungsart
der vorliegenden Erfindung wird die Formung des Rahmens durch Biegen mit
Hilfe einer Schablone in Form eines rechteckigen Parallelepipeds
vorgegeben und gehalten.
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Es ist jedoch besser, wenn der Rahmen
so hergestellt wird, wie dies vorstehend in bezug auf die Darstellungen
der 4, 5 und 6 beschrieben
worden ist.
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In der Darstellung der 11 ist ein erfindungsgemäßer Rahmen 46 dargestellt,
der zwei gegenüberliegende
Ränder 47a und 47b enthält, wobei einer
der Längsränder halbkreisförmig ausgeschnitten
und nach innen umgebogen ist, um einen zylinderförmigen Rand 48a und 48b zu
bilden. Der Rand 48a der Seite 47a und der Rand 48b der
Seite 47b des Rahmens 46 werden von derselben
Zylinderfläche
mit einer Achse ZZ' getragen.
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Mit Hilfe der Ränder 48a und 48b kann
durch Verschweißen
an dem Rahmen 46 eine Lochmaske hergestellt werden, die
auf diese Weise auf einer Zylinderfläche mit der Achse ZZ' angeordnet und gehalten
wird.
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Mit Hilfe des Rahmens 46 kann
in einfacher Weise die Montage einer Lochmaske vom Typ „gespannte
Lochmaske" durchgeführt werden.
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Zu diesem Zweck wird, wie dies durch
die Pfeile 49 und 49' angedeutet ist, auf die Flächen 47a und 47b eine
Kraft F ausgeübt,
mit deren Hilfe die Ränder 47a und 47b des
Rahmens in die Innenseite dieses Rahmens gebogen werden, und auf
die Flächen 47c und 47d wird
eine Kraft F' so
beaufschlagt, dass die Verformung der Ränder 48a und 48b in
der Querrichtung erfolgt.
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Die Lochmaske wird an den Rändern 48a und 48b angeschweißt, während die
beaufschlagte Kraft aufrecht erhalten wird, mit deren Hilfe die
Ränder 47a und 47b des
Rahmens umgebogen werden.
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Nach der Verschweißung der
Lochmaske werden die Biegekräfte
F und F' so entspannt,
dass sich die Ränder 47a und 47b des
Rahmens durch Elastizität
nach außen
bewegen und die Lochmaske spannen.
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Der erfindungsgemäße Rahmen 46 erlaubt es
daher, die Technik einer gespannten Lochmaske sehr einfach und sehr
rasch umzusetzen, ohne dass dafür
ein massiver, schwerer und steifer Rahmen notwendig wäre.
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Der Rahmen 46 kann ebenfalls
an seiner den Rändern 48a und 48b gegenüberliegenden
Seite einen in Form von Langetten 50 ausgeschnittenen Rand
enthalten, welcher durch Rippen versteift wird, die in einem Winkel
von 90° in
das Innere des Rahmens umgebogen sind. In diesem Fall kann die magnetische
Abschirmung der Kathodenstrahlröhre
an den versteiften Langetten 50 befestigt werden, die miteinander
verschweißt
worden sind.
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In der 12 ist
eine Seite 51 eines erfindungsgemäßen Rahmens nach einer Variante
einer Ausführungsart
der Erfindung dargestellt.
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Die Ränder des Rahmens, wie zum Beispiel der
Rand 51, bestehen aus einer äußeren Membran 51a und
einer inneren Membran 51b, die aneinander gesetzt und befestigt
werden. Im Vergleich zu den vorstehend beschriebenen Ausführungsarten
der Erfindung sind diese Membranen nicht gerippt und bestehen aus
dünnen
gebogenen und/oder tiefgezogenen Metallstreifen, die so hergestellt
werden, dass sie flache Anschlussbereiche aufweisen, die miteinander
in Kontakt treten und an denen die Membranen verschweißt werden.
Wie man in den Darstellungen der 12A und 12B erkennen kann, können die Membranen 51a und 51b an
dem oberen Rand 52 und dem unteren Rand 53 des
Rahmens angeschweißt
werden. Außerdem
enthalten die Membranen tiefgezogene Bereiche 54 in einer
weitgehend rechteckigen Form, die in das Innere der Seite des Rahmens
gestanzt sind, der in Kontakt tritt und während der Montage der Membranen
paarweise so verschweißt
wird, wie dies in der 12A dargestellt
ist (tiefgezogene Bereiche 54a und 54b).
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Wie man dies in der Darstellung der 12 erkennen kann, ist mindestens eine
der Membranen 51a, oder eventuell beide Membranen mit durchgehenden
Bohrungen 55 versehen, mit deren Hilfe vermieden werden
kann, dass sich Gase im Inneren der Wand des Rahmens ansammeln können.
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Außerdem wird die äußere Membran 51a an ihrer
Oberseite und ihrer Unterseite umgebogen, um Ränder für die Versteifung und die Montage
der Lochmaske herzustellen.
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Der Rahmen, der so hergestellt wurde,
wie dies in den 12, 12A und 12B gezeigt
ist, und dessen Membranen nicht gerippt sind, besitzt eine globale
Torsions- und Biegefestigkeit, die leicht unter der globalen Biegefestigkeit
eines Rahmens liegt, der aus gerippten Metallstreifen hergestellt
worden ist, wie dies vorstehend beschrieben wurde. Hier kann man
eine Veränderung
der Amplitude von gewissen Vibrationsmodi der Struktur des Rahmens
feststellen.
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Wenn jedoch der Rahmen aus nicht
gerippten Membranen hergestellt wird, können diese Membranen nach einer
beliebigen Methode verschweißt werden,
die in den 8A, 8B und 8C dargestellt ist.
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Eine gute Steifigkeit der Struktur
des Rahmens kann immer dann erreicht werden, wenn die Kontaktfläche der
beiden Membranen, die zum Beispiel durch den verschweißten Bereich 29 in
der 8C dargestellt ist,
deutlich unter der tiefgezogenen Fläche der Membranen liegt, an
der die Membranen voneinander getrennt sind.
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Es ist ebenfalls möglich, den
Rahmen aus einem tiefgezogenen Metallstreifen und einem nicht tiefgezogenen
Metallstreifen herzustellen, der absolut flach ist. Auch in diesem
Fall bleibt eine ausreichende Steifigkeit der Struktur des Rahmens
erhalten, die Vibrationsmodi dieser Struktur werden jedoch verändert.
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Im allgemeinen kann jedoch die Steifigkeit der
Struktur je nach der Anzahl und der Breite der in den Membranen
vorhandenen Rippen optimiert werden. Insbesondere ist es möglich, die
Anzahl der Rippen soweit zu erhöhen,
wie dies die verfügbare
Fläche
erlaubt, oder aber die Anzahl der Rippen zu verringern und die Fläche der
Rippen zu vergrößern. Die Rippen
können
ebenfalls miteinander kommunizieren, um ein einheitliches Volumen
herzustellen.
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Der erfindungsgemäße Rahmen einer Lochmaske,
dessen flache Ränder
aus zwei verschweißten
Membranen bestehen, und zwar insbesondere dann, wenn diese Membranen
gerippt sind, besitzt eine sehr große mechanische Biegefestigkeit,
eine Torsionsfestigkeit und Kompressionsfestigkeit im Fall von statischen
Lasten. Da er außerdem
aus dünnen Metallstreifen
hergestellt wird, hat dieser Rahmen bei einer gewünschten
Steifigkeit ein sehr geringes Gewicht bei der Herstellung von Kathodenstrahlröhren mit
einer Lochmaske.
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Außerdem war es möglich, nachzuweisen, dass
der erfindungsgemäße Rahmen
eine geringe Empfindlichkeit gegen äußere periodische Belastungen
in einem Frequenzbereich zwischen 100 und 400 Hz aufweist.
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Der erfindungsgemäße Rahmen besitzt ebenfalls
eine Struktur, welche die Montage der Lochmaske innerhalb des Glasgehäuses der
Kathodenstrahlröhre
vereinfacht, wie zum Beispiel mit Hilfe von Aufhängeelementen, welche an dem
Rahmen festgeklemmt sind, ebenso wie die Befestigung der magnetischen
Abschirmung der Kathodenstrahlröhre.
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Die Metallstreifen, aus denen die
Membranen hergestellt werden, welche die Ränder eines erfindungsgemäßen Rahmens
einer Lochmaske bilden, können
aus einem Stahl mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt, wie zum Beispiel
einem AK-Stahl, einer Eisenlegierung, einer Eisen-Nickel-Legierung, wie
zum Beispiel dem Invar mit einer geringen Wärmedehnung, einer Eisen-Chrom-Legierung,
einer Nickellegierung, einer Legierung mit struktureller Härtung oder
einer martensitischen Härtung
bestehen, wobei es diese Legierungen erlauben, die Steifigkeit der
Struktur des Rahmens deutlich zu erhöhen, oder auch einer magnetischen
Legierung, einer nicht magnetische Legierung oder einer Legierung
bestehen, welche Vibrationen amortisiert.
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Die beiden Membranen können aus
demselben metallischen Werkstoff hergestellt werden, der aus der
Gruppe der vorstehend genannten Werkstoffe ausgewählt wird.
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Die äußere Membran und die innere
Membran können
ebenfalls aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt werden,
wobei mindestens einer der Werkstoffe für die Herstellung der Membran
aus der Gruppe ausgewählt
wird, die vorstehend genannt worden sind.
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Die Verwendung von zwei verschiedenen Legierungen
erlaubt insbesondere:
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- a) die magnetische Leistung des Rahmens mit Hilfe einer
magnetischen Legierung für
eine der Membranen, und eines Stahls mit einem geringen Kohlenstoffgehalt
für die
andere Membran, wie zum Beispiel eine Membran aus Stahl und eine
Membran aus Numetall, oder aber auch durch eine Membran aus Stahl
und eine Membran aus Invar zu verbessern;
- b) die Reaktion des Rahmens auf Frequenzen durch die Verwendung
einer Legierung für
die Herstellung einer der Membranen zu verbessern, welche Vibrationen
im Frequenzbereich zwischen 100 und 400 Hz amortisieren;
- c) die Nutzung der Vorteile der Bimetallwirkung einer heterogenen
Struktur, in der verschiedene Legierungen verwendet werden.
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Im allgemeinen bestehen die Metallstreifen, die
für die
Herstellung der Membranen des erfindungsgemäßen Rahmens verwendet werden,
aus dünnen
Streifen, die eine maximale Wandstärke von 0,1 mm haben, während die
aus dem Stand der Technik bekannten dünnen Rahmen eine Wandstärke im Bereich
von 0,2 mm haben. Die Herstellung des erfindungsgemäßen Rahmens
aus zwei übereinander gelegten
Membranen erlaubt es, eine zehnfach bessere Steifigkeit des Rahmens
mit einer Gewichtseinsparung von 20% gegenüber den aus dem Stand der Technik
bekannten dünnen
Rahmen zu erreichen.
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Selbstverständlich wird der Rahmen so hergestellt,
dass die Befestigung der Lochmaske ermöglicht und vereinfacht wird.
Insbesondere wird die Position der Versteifungsrippen an den Rändern des Rahmens
so gewählt,
dass die Anordnung und die Befestigung der Lochmaske ohne Schwierigkeiten erreicht
werden kann. Die Befestigung der Lochmaske kann durch Elektroschweißung an
den Rändern des
Rahmens durchgeführt
werden, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist.
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Masken vom Typ „gespannte Lochmaske" können mit
Hilfe eines Rahmens hergestellt werden, dessen Befestigungsränder eine
zylindrische Symmetrie aufweisen. In diesem Fall kann die Einspannung
der Lochmaske mit Hilfe der Biegung der beiden Ränder des Rahmens erreicht werden,
wie dies vorstehend erklärt
worden ist.
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Durch die geeignete Auswahl von Legierungen
mit einer hohen Streckgrenze kann ein Rahmen für eine gespannte Lochmaske
mit einer hohen Steifigkeit hergestellt werden, der ein sehr viel
geringeres Gewicht hat, als die Rahmen für gespannte Lochmasken, die
aus dem Stand der Technik bekannt sind.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht
auf die hier beschriebenen Ausführungsarten
begrenzt.
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Das heißt, der Rahmen kann auch dadurch hergestellt
werden, dass zwei oder vier Abschnitte von vorher ausgeschnittenen
und geformten Metallstreifen oder aber mehr als vier Metallstreifen
nach der Ausführungsart
der Montage und Verschweißung dieser
Streifen und des Querschnitts des Rahmens verwendet werden. Selbstverständlich ist
es ebenfalls möglich,
die Fertigung von Rahmen zu planen, deren Profil nicht rechteckig
ist. Die ausgeschnittenen Bereiche des Streifens können zusätzlich zu
den Bereichen in Form der flachen Ränder des Rahmens Winkelbereiche
oder Anschlussbereiche enthalten oder auch nicht enthalten.
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Die Versteifungsrippen der Membranen
können
auch eine andere Verteilung und eine andere Form haben, als die
hier beschriebenen Verteilungen und Formen.