EP0518249B1 - Mask-frame combination for a colour cathode ray tube - Google Patents
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- EP0518249B1 EP0518249B1 EP92109633A EP92109633A EP0518249B1 EP 0518249 B1 EP0518249 B1 EP 0518249B1 EP 92109633 A EP92109633 A EP 92109633A EP 92109633 A EP92109633 A EP 92109633A EP 0518249 B1 EP0518249 B1 EP 0518249B1
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- H01J29/06—Screens for shielding; Masks interposed in the electron stream
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Definitions
- the invention relates to a mask-frame combination for a color picture tube, i. H. an arrangement with an approximately rectangular mask frame and a mask which is connected to the frame via welding points.
- Masks for color picture tubes are drawn from special sheets that are provided with elongated holes. When pulling a mask shirt is formed and the mask surface is bulged.
- the mask shirt is connected to the frame in color picture tubes from about 51 cm (20 ⁇ ) screen diagonal at twelve single welding points or eight double welding points by means of electrical spot welding.
- connection between the mask and the frame on the one hand, high rigidity is desired so that the mask does not deform in the event of impacts and so that it is affected by sound waves, such as those emitted by a loudspeaker within, for. B. a television can be transmitted, little to vibrations is excited.
- a loose coupling is desired, in particular because of the different expansion behavior of the mask and frame during thermal production processes of a color picture tube and when operating such a picture, especially with high beam currents.
- US-A-3 808 493 discloses an Invar® mask and an iron frame. The mask is attached to the frame with welded-on elastic members, which compensates for differences in thermal expansion.
- This combination differs from that known from DE 31 15 799 in two respects.
- the two external welding points are closer to the center welding point than to the corner welding points, which is the case with the known combination mentioned, since the distance D / 4.5 to D / 2.4 applies.
- there are cutouts in the mask shirt. Recesses in the form of decoupling slots are known per se, e.g. B. from DE 39 19 674. Such decoupling slots enable the mask shirt areas to move relatively freely around the welding spots. This property is also brought about by the cutouts in the combination according to the invention, but this leads to a further effect which is decisive for the function of the combination according to the invention.
- the recesses are not merely decoupling slots adjacent to a welding point, but they extend between two welding points and additionally also adjacent to the external welding points. This leads to a weakening of the mask shirt over the entire recess length. This weakening, together with the aforementioned choice of the location of the welding spots, means that the mask can deform in the area of the mask shirt during the combination cooling processes during the production process in a highly elastic manner without permanent deformations occurring.
- Invar® is preferably used as the mask material.
- This material has an expansion coefficient of less than 10 ⁇ 6 / ° C up to about 60 ° C, while that of iron is slightly more than a factor of 10 higher. Above a temperature between about 200 and 240 ° C, which largely depends on the Invar alloy used, the expansion of Invar is essentially the same as that of iron, so that there is no longer any longitudinal expansion at uniform temperatures from this temperature.
- the mask-frame combination 10 shown in FIGS. 1 and 2 for a color picture tube has a frame 11 and a curved mask 12 with a bent mask shirt 13. Elongated holes 14 are present in the mask 12, through which electron beams can penetrate so that they can excite luminescent materials, which are applied in strips on a front trough (not shown), for emitting light.
- the mask shirt 13 is connected to the frame 11 via twelve welding points 15.1 to 15.12, four of which (15.2, 15.4, 15.8 and 15.10) sit in the corners of the combination, four (15.3, 15.6, 15.9 and 15.12) in the middle of the sides sit, hereinafter referred to as center welding spots, and two (15.11 and 15.1 or 15.5 and 15.7) each sit on the long sides to the two sides of a respective center welding spot 15.12 and 15.6.
- These welding spots are called external welding spots in the following.
- holders (not shown) are provided on the frame 11, which are used to connect the combination 10 to the front tub of the tube.
- the connection is made via pins in the front tub, which are attached approximately in the middle of each side of the tub.
- the center welding points 15.3, 15.6, 15.9 and 15.12 essentially serve to press the mask shirt 13 close to the frame 11 in those areas in which the pins protrude from the bent edges of the front tub. Since the pens mentioned are usually not exactly in the middle of each page, but are offset from the center by a few millimeters to a few 10 millimeters, the center welding points mentioned are not exactly in the middle of each frame side, but are somewhat offset according to the position of the pins in relation to the respective center.
- the diameter of the mask 12 is somewhat larger than that of the frame 11, so that there is a play S between the mask and the frame in the region of the bending of the mask.
- This game is dimensioned such that the mask shirt 13 comes into contact with the frame 11 in the most unfavorable linear expansion conditions during manufacture, not just in the welding points.
- a mask-frame combination 10 is heated in the course of the manufacture of a color picture tube in a stabilizing oven or a deep-frying oven, the frame 11 made of iron initially expands relatively strongly, starting from room temperature, while the mask 12 made of Invar® scarcely expands undergoes a change in length. From about 200 ° C, the coefficient of expansion of Invar® becomes noticeable, and from about 300 ° C the mask and frame expand approximately the same amount with every further temperature increase; the Invar then passed its Curie point. The temperature range between room temperature and about 250 ° C. is therefore problematic with regard to different changes in length. The conditions at the exit of a furnace become particularly critical when the mask, which has only low heat capacity, cools down very quickly, whereas the much more massive frame only slowly lowers its temperature.
- the differences in length changes between room temperature and about 250 ° C or vice versa have the consequence that the danger there is permanent deformation of the mask.
- the mask In order to counteract the danger, the mask has to be weakened in terms of its stiffness so that it can elastically compensate for differences in length during thermal production processes, but on the other hand it has to be so stable that it can withstand mechanical stresses.
- the combination according to FIGS. 1 and 2 satisfies these different requirements due to the special position of the external welding spots 15.11 and 15.1 or 15.5 and 15.7 adjacent to the center welding spots 15.12 and 15.6 on the long sides, as well as due to recesses 17 in the mask shirt 13 between the welding spots and then to the respective outer welding points mentioned.
- the distance A of a respective outer welding point from the respectively associated center welding point was D / 11 in one exemplary embodiment, where D is the length of the frame diagonal. Satisfactory manufacturing results were achieved at intervals between D / 14 and D / 9.
- Each of the outer welding points is as close as possible to the lower edge of the mask shirt 13.
- the distance P of the welding points from the lower edge was 2 mm in the exemplary embodiment.
- the cutouts mentioned are present between the welds, as a result of which tabs 19 are formed in the area of the welds.
- These flaps have a width B such that the connection between mask 12 and frame 11 is mechanically stable. In the exemplary embodiment, the width was 9 mm.
- the length L of the recesses between two welding points is predetermined by the distance between the welding points and the width B of the tabs 19.
- the recesses are formed with a similar length, which adjoin the outside welding points 15.11, 15.1, 15.5 and 15.7.
- the length L is preferably between about 40 and 60 mm.
- the depth of each recess 17 is selected so that the mask shirt is reduced from a height H of typically approximately 12 mm to a shortened height K of 6 mm. It it has been found that the shortened height K should not be longer than about 7 mm, if it is to be ensured that the mask is sufficiently flexible to be able to yield elastically to the maximum length change differences occurring in manufacturing processes.
- a circumferential bead 18 is present in its top along its edge, which corresponds to a measure that has been known for a long time.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Masken-Rahmen-Kombination für eine Farbbildröhre, d. h. eine Anordnung mit einem in etwa rechteckigen Maskenrahmen und einer Maske, die mit dem Rahmen über Schweißpunkte verbunden ist.The invention relates to a mask-frame combination for a color picture tube, i. H. an arrangement with an approximately rectangular mask frame and a mask which is connected to the frame via welding points.
Masken für Farbbildröhren werden aus speziellen Blechen gezogen, die mit Langlöchern versehen sind. Beim Ziehen wird ein Maskenhemd gebildet, und die Maskenfläche wird aufgewölbt. Das Maskenhemd wird mit dem Rahmen bei Farbbildröhren ab etwa 51 cm (20˝) Schirmdiagonale an zwölf Einzelschweißpunktstellen oder acht Doppelschweißpunktstellen durch elektrisches Punktschweißen verbunden.Masks for color picture tubes are drawn from special sheets that are provided with elongated holes. When pulling a mask shirt is formed and the mask surface is bulged. The mask shirt is connected to the frame in color picture tubes from about 51 cm (20˝) screen diagonal at twelve single welding points or eight double welding points by means of electrical spot welding.
In bezug auf die Eigenschaften der Verbindung zwischen Maske und Rahmen ist einerseits hohe Steifigkeit erwünscht, damit sich die Maske bei Stößen nicht verformt und damit sie durch Schallwellen, wie sie von einem Lautsprecher innerhalb z. B. eines Fernsehgeräts übertragen werden, nur wenig zu Schwingungen angeregt wird. Andererseits ist aber eine nur lockere Kopplung erwünscht, insbesondere wegen unterschiedlichem Ausdehnungsverhalten von Maske und Rahmen bei thermischen Herstellvorgängen einer Farbbildröhre und beim Betreiben einer solchen, insbesondere bei hohen Strahlströmen.With regard to the properties of the connection between the mask and the frame, on the one hand, high rigidity is desired so that the mask does not deform in the event of impacts and so that it is affected by sound waves, such as those emitted by a loudspeaker within, for. B. a television can be transmitted, little to vibrations is excited. On the other hand, only a loose coupling is desired, in particular because of the different expansion behavior of the mask and frame during thermal production processes of a color picture tube and when operating such a picture, especially with high beam currents.
Um den gegensätzlichen Forderungen optimal Genüge zu leisten, werden Masken an bestimmten Stellen mit Versteifungssicken versehen, und an anderen Stellen werden Entkoppelungsschlitze angebracht. Auch ist sorgfältig auf die Höhe der Schweißpunkte bezogen auf die Höhe des Maskenhemdes zu achten. Derartige allgemeine Probleme und Lösungen dafür sind z. B. in DE 31 15 799 A1 beschrieben.In order to optimally meet the conflicting requirements, masks are provided with stiffening beads at certain points, and decoupling slots are provided at other points. The height of the welding spots in relation to the height of the mask shirt must also be carefully observed. Such general problems and solutions for z. B. described in DE 31 15 799 A1.
Eine Detaillösung zu den vorstehend angegebenen Problemen gibt DE 39 19 674 A1 an. Es handelt sich um das Anbringen der bereits oben erwähnten acht Doppelschweißpunkte statt zwölf Einfachschweißpunkten. Werden Doppelschweißpunkte verwendet, liegt jeweils ein Doppelschweißpunkt in jedem Eck und jeweils ein Doppelschweißpunkt im wesentlichen in der Mitte einer Seite. Werden zwölf Einzelschweißpunkte verwendet, liegt jeweils einer an den eben genannten Stellen und zusätzlich jeweils einer links und rechts vom Mittenschweißpunkt auf den langen Seiten.DE 39 19 674 A1 provides a detailed solution to the problems specified above. It involves attaching the eight double welding points mentioned above instead of twelve single welding points. If double welding points are used, there is a double welding point in each corner and a double welding point essentially in the middle of one side. If twelve individual welding points are used, one is located at the points just mentioned and one is also to the left and right of the center welding point on the long sides.
Aus geometrischen Gründen ist es offensichtlich, daß Längendehnungen der Maske besonders kritisch für die Funktion einer Farbbildröhre sind. Da die Maske nämlich nur sehr schwach gewölbt ist, wirken sich Längenänderungen derselben erheblich verstärkt auf die Aufwölbungshöhe der Maske aus. Dies wiederum führt zu erheblichen Verschiebungen der räumlichen Lage der Löcher in der Maske, was Verschiebungen der Elektronenlandeflecke auf der Frontwanne einer Farbbildröhre zur Folge hat. Da sich auf der Frontwanne eine Vielzahl dicht benachbarter Streifen von Leuchtstoffen für unterschiedliche Emissionsfarbe befindet, führt das Verschieben der Elektronenauftreffflecke dazu, daß Elektronen nicht mehr denjenigen Leuchtstoffstreifen treffen, für den sie eigentlich vorgesehen sind. Dies hat Farbverfälschungen zur Folge.For geometrical reasons it is obvious that elongations of the mask are particularly critical for the function of a color picture tube. Since the mask is only very slightly curved, changes in its length have a considerably greater effect on the bulging height of the mask. This in turn leads to considerable shifts in the spatial position of the holes in the mask, which results in shifts in the electron landing spots on the front pan of a color picture tube. Because there are a number of closely adjacent strips of fluorescent material for different on the front tub Emission color, the shifting of the electron impact spots leads to the fact that electrons no longer hit the fluorescent strip for which they are actually intended. This leads to color falsifications.
Um die genannten Aufwölbungen und durch sie verursachte Farbverfälschungen so gering wie möglich zu halten, ist es bekanntgeworden, Masken aus eine Legierung von Eisen und Nichel : Invar® zu verwenden. Masken-Rahmen-Kombinationen mit einer Invarmaske lassen sich dann besonders einfach herstellen, wenn auch der Rahmen aus Invar® besteht. Da Invar® um ein Vielfaches teurer ist als Eisen, ist der Rahmen derartiger Invarkombinationen relativ schwach ausgeführt. Trotz dieser eigentlich unerwünschten Schwächung des Rahmens sind reine Invarkombinationen immer noch erheblich teurer als Kombinationen mit einem Rahmen aus Eisen und einer Maske aus Invar®. Für Kombinationen der letztgenannten Art ist es bekannt, die Maske nicht über den Rahmen zu stülpen, was die übliche Herstellungsart ist, sondern die Maske mit solchen Durchmessern herzustellen, daß sie in das Innere des Rahmens paßt. Die Schweißpunkte zwischen Maske und Rahmen verbinden dann das Maskenhemd mit der Innenfläche des Rahmens. Dies erfordert jedoch sehr komplizierte und störanfällige Herstellvorrichtungen, da die Maske von innen gehaltert werden muß und gleichzeitig von innen her die Schweißpunkte gesetzt werden müssen. Demgegenüber sind Vorrichtungen für die herkömmliche Herstellung erheblich einfacher, da die Maske großflächig von innen abgestützt werden kann und die Punktschweißelektroden frei von der Außenseite des Rahmens her wirken können. US-A-3 808 493 offenbart eine Maske aus Invar® und einen Rahmen aus Eisen. Die Maske ist mit angeschweißten elastischen Gliedern am Rahmen befestigt, wobei Unterschiede in der Wärmeausdehnung ausgeglichen werden.It has become known to use masks made of an alloy of iron and Nichel: Invar® in order to keep the bulges mentioned and the color falsifications caused by them as low as possible. Mask-frame combinations with an Invar mask are particularly easy to manufacture if the frame is also made of Invar®. Since Invar® is many times more expensive than iron, the framework of such invar combinations is relatively weak. Despite this actually undesirable weakening of the frame, pure invar combinations are still considerably more expensive than combinations with a frame made of iron and a mask made of Invar®. For combinations of the latter type, it is known not to put the mask over the frame, which is the usual method of manufacture, but to manufacture the mask with diameters such that it fits inside the frame. The welding spots between the mask and the frame then connect the mask shirt to the inner surface of the frame. However, this requires very complicated and fault-prone manufacturing devices, since the mask has to be held from the inside and at the same time the welding points have to be set from the inside. In contrast, devices for conventional production are considerably simpler since the mask can be supported over a large area from the inside and the spot welding electrodes can act freely from the outside of the frame. US-A-3 808 493 discloses an Invar® mask and an iron frame. The mask is attached to the frame with welded-on elastic members, which compensates for differences in thermal expansion.
Aus der vorstehenden Darstellung der Probleme mit bekannten Kombinationen mit einem Rahmen aus Eisen und einer Maske aus Invar® ist es offensichtlich, daß der Wunsch bestand, eine derartige Kombination so auszugestalten, daß sie einfacher als bisher hergestellt werden kann.From the foregoing description of the problems with known combinations with an iron frame and an Invar® mask, it is evident that there has been a desire to design such a combination so that it can be manufactured more easily than before.
Die erfindungsgemäße Masken-Rahmen-Kombination für eine Farbbildröhre weist einen Maskenrahmen aus Eisen und eine Maske aus einem Material mit kleinem Ausdehnungskoeffizienten auf, und sie ist so ausgebildet, daß
- das Maskenhemd an der Außenseite des Rahmens anliegt,
- die Schweißpunkte auf jeder der langen Seiten so gesetzt sind, daß sich jeweils ein Mittenschweißpunkt im wesentlichen nahe der Mitte der langen Seite und jeweils ein Außenschweißpunkt zu den beiden Seiten des Mittenschweißpunkts beabstandet um D/14 bis D/9 von diesem befindet, mit D = Rahmendurchmesser in der Diagonalen,
- und das Maskenhemd zwischen den Schweißpunkten mit den genannten Abständen und benachbart zu den Außenschweißpunkten Aussparungen aufweist.
- the mask shirt is on the outside of the frame,
- the welding points on each of the long sides are set such that a center welding point is located substantially near the center of the long side and an outer welding point is spaced from the two sides of the center welding point by D / 14 to D / 9, with D = Frame diameter in the diagonal,
- and the mask shirt has recesses between the welding spots with said distances and adjacent to the external welding spots.
Diese Kombination unterscheidet sich von der, wie sie aus DE 31 15 799 bekannt ist, in zweierlei Hinsicht. Zum einen liegen die beiden Außenschweißpunkte näher zum Mittenschweißpunkt als zu den Eckschweißpunkten, was bei der genannten bekannten Kombination der Fall ist, da dort gilt, daß der Abstand D/4,5 bis D/2,4 gilt. Zum anderen sind Aussparungen im Maskenhemd vorhanden. Aussparungen in Form von Entkoppelungsschlitzen sind für sich bekannt, z. B. aus DE 39 19 674. Solche Entkoppelungsschlitze ermöglichen es, daß sich die Maskenhemdbereiche um die Schweißpunkte herum relativ frei bewegen können. Diese Eigenschaft wird auch durch die Aussparungen an der erfindungsgemäßen Kombination bewirkt, jedoch führen diese zu einer weiteren Wirkung, die für die Funktion der erfindungsgemäßen Kombination entscheidend ist. Die Aussparungen sind nämlich nicht bloße Entkoppelungsschlitze benachbart zu einem Schweißpunkt, sondern sie erstrecken sich zwischen jeweils zwei Schweißpunkten und zusätzlich auch noch benachbart zu den Außenschweißpunkten. Dies führt zu einer Schwächung des Maskenhemdes über die gesamte Aussparungslänge. Diese Schwächung hat zusammen mit der genannten Wahl der Lage der Schweißpunkte zur Folge, daß sich die Maske im Bereich des Maskenhemdes bei Abkühlvorgängen der Kombination während der Herstellung stark elastisch verformen kann, ohne daß es zu bleibenden Verformungen kommt.This combination differs from that known from DE 31 15 799 in two respects. On the one hand, the two external welding points are closer to the center welding point than to the corner welding points, which is the case with the known combination mentioned, since the distance D / 4.5 to D / 2.4 applies. On the other hand, there are cutouts in the mask shirt. Recesses in the form of decoupling slots are known per se, e.g. B. from DE 39 19 674. Such decoupling slots enable the mask shirt areas to move relatively freely around the welding spots. This property is also brought about by the cutouts in the combination according to the invention, but this leads to a further effect which is decisive for the function of the combination according to the invention. The recesses are not merely decoupling slots adjacent to a welding point, but they extend between two welding points and additionally also adjacent to the external welding points. This leads to a weakening of the mask shirt over the entire recess length. This weakening, together with the aforementioned choice of the location of the welding spots, means that the mask can deform in the area of the mask shirt during the combination cooling processes during the production process in a highly elastic manner without permanent deformations occurring.
Von großem zusätzlichen Vorteil ist es, die Durchmesser der Maske größer zu wählen als die des Rahmens, und zwar um so viel, daß das Maskenhemd dann am Rahmen anliegt, wenn die Temperatur der Maske einen solchen Wert hat, oberhalb welcher der Maske- und Rahmenwerstoff eine gleich große Ausdehnung haben, und die Temperatur von Rahmen und Maske gleich ist oder die Temperatur des Rahmens einige 10°C höher ist als die Temperatur der Maske. Dadurch wird gewährleistet, daß die Maske, welche gegenüber dem Rahmen einen kleinen Ausdehnungskoeffizienten hat, zu keinem Zeitpunkt des Herstellungsvorgangs durch den sich stark dehnenden Rahmen verzerrt wird.It is of great additional advantage to choose the diameter of the mask larger than that of the frame, and so much so that the mask shirt is in contact with the frame when the temperature of the mask has a value above that of the mask and frame material have the same size, and the temperature of the frame and mask is the same or the temperature of the frame is some 10 ° C higher than the temperature of the mask. This ensures that the mask, which has a small coefficient of expansion compared to the frame, is never distorted by the greatly expanding frame at any point in the manufacturing process.
Vorzugsweise wird in bekannter Weise Invar® als Maskenwerkstoff verwendet. Dieser Werkstoff hat bis etwa 60 °C einen Ausdehnungskoeffizienten von unter 10⁻⁶/°C, während derjenige von Eisen etwas mehr als den Faktor 10 höher liegt. Oberhalb einer Temperatur zwischen etwa 200 und 240 °C, welche maßgeblich von der verwendeten Invarlegierung abhängt, stimmt die Ausdehnung von Invar im wesentlichen mit der von Eisen überein, so daß es bei gleichmäßiger Erwärmung ab dieser Temperatur zu keinen unterschiedlichen Längendehnungen mehr kommt.In a known manner, Invar® is preferably used as the mask material. This material has an expansion coefficient of less than 10⁻⁶ / ° C up to about 60 ° C, while that of iron is slightly more than a factor of 10 higher. Above a temperature between about 200 and 240 ° C, which largely depends on the Invar alloy used, the expansion of Invar is essentially the same as that of iron, so that there is no longer any longitudinal expansion at uniform temperatures from this temperature.
- Fig. 1 und 2:1 and 2:
- Seitenansicht einer bzw. Draufsicht auf eine Masken-Rahmen-Kombination mit Aussparungen im Maskenhemd und mit Schweißpunkten in besonders ausgewählten Bereichen der langen Seiten der Kombination; undSide view of a top view of a mask-frame combination with cutouts in the mask shirt and with spot welds in specially selected areas of the long sides of the combination; and
- Fig. 3:Fig. 3:
- Querschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2.Cross section along the line III-III in Fig. 2nd
Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Masken-Rahmen-Kombination 10 für eine Farbbildröhre weist einen Rahmen 11 und eine gewölbte Maske 12 mit umgebogenem Maskenhemd 13 auf. In der Maske 12 sind Langlöcher 14 vorhanden, durch die Elektronenstrahlen hindurchdringen können, damit sie Leuchtstoffe, die streifenförmig auf einer (nicht dargestellten) Frontwanne aufgebracht sind, zum Emittieren von Licht anregen können. Das Maskenhemd 13 ist mit dem Rahmen 11 über zwölf Schweißpunkte 15.1 bis 15.12 verbunden, von denen vier (15.2, 15.4, 15.8 und 15.10) in den Ecken der Kombination sitzen, vier (15.3, 15.6, 15.9 und 15.12) in den Mitten der Seiten sitzen, im folgenden Mittenschweißpunkte genannt, und jeweils zwei (15.11 und 15.1 bzw. 15.5 und 15.7) zu den beiden Seiten eines jeweiligen Mittenschweißpunktes 15.12 bzw. 15.6 auf den langen Seiten sitzen. Diese Schweißpunkte werden im folgenden Außenschweißpunkte genannt.The mask-
An einer ganz fertiggestellten Masken-Rahmen-Kombination sind am Rahmen 11 (nicht dargestellte) Halter vorhanden, die zum Verbinden der Kombination 10 mit der Frontwanne der Röhre dienen. Die Verbindung erfolgt über Stifte in der Frontwanne, die in etwa in der Mitte einer jeweiligen Seite der Wanne angebracht sind. Die Mittenschweißpunkte 15.3, 15.6, 15.9 und 15.12 dienen im wesentlichen dazu, das Maskenhemd 13 in denjenigen Raumbereichen dicht an den Rahmen 11 zu drücken, in denen die Stifte von den umgebogenen Rändern der Frontwanne abstehen. Da sich die genannten Stifte in der Regel nicht exakt in der Mitte einer jeweiligen Seite befinden, sondern gegenüber der Mitte um einige Millimeter bis einige 10 Millimeter versetzt sind, liegen auch die genannten Mittenschweißpunkte nicht exakt in der Mitte einer jeweiligen Rahmenseite, sondern sie sind entsprechend der Lage der Stifte gegenüber der jeweiligen Mitte etwas versetzt.On a completely completed mask-frame combination, holders (not shown) are provided on the
Aus dem Teilquerschnitt von Fig. 3 ist erkennbar, daß der Durchmesser der Maske 12 etwas größer ist als derjenige des Rahmens 11, so daß ein Spiel S zwischen Maske und Rahmen im Bereich der Umbiegung der Maske entsteht. Dieses Spiel ist so bemessen, daß bei den ungünstigsten Längenausdehnungsverhältnissen während der Herstellung das Maskenhemd 13 flächig also nicht nur in den Schweißpunkten, zur Anlage an den Rahmen 11 kommt.From the partial cross section of FIG. 3 it can be seen that the diameter of the
Wenn eine Masken-Rahmen-Kombination 10 während der Herstellung einer Farbbildröhre in einem Stabilisierofen oder einem Frittofen erwärmt wird, dehnt sich, ausgehend von Raumtemperatur, zunächst der aus Eisen bestehende Rahmen 11 relativ stark aus, während die aus Invar® bestehende Maske 12 noch kaum eine Längenänderung erfährt. Ab etwa 200°C wird auch der Ausdehnungskoeffizient von Invar® merklich, und ab etwa 300°C dehnen sich Maske und Rahmen bei jeder weiteren Temperaturerhöhung im wesentlichen etwa gleich stark aus; das Invar hat dann seinen Curiepunkt überschritten. Problematisch in bezug auf unterschiedliche Längenänderungen ist daher der Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und etwa 250°C. Besonders kritisch werden die Verhältnisse am Ausgang eines Ofens, wenn sich nämlich die nur geringe Wärmekapazität aufweisende Maske sehr schnell abkühlt, dagegen der wesentlich massereichere Rahmen seine Temperatur nur langsam erniedrigt.If a mask-
Die Differenzen der Längenänderungen zwischen Raumtemperatur und etwa 250°C oder umgekehrt haben zur Folge, daß die Gefahr einer bleibenden Verformung der Maske besteht. Um die der Gefahr zu begegnen, muß die Maske einerseits in ihrer Formsteifigkeit geschwächt werden, damit sie Längenänderungsdifferenzen bei thermischen Herstellprozessen elastisch ausgleichen kann, andererseits muß sie aber so stabil sein, daß sie mechanischen Beanspruchungen sicher standhält. Diesen unterschiedlichen Anforderungen genügt die Kombination gemäß den Fig. 1 und 2 durch die besondere Lage der den Mittenschweißpunkten 15.12 bzw. 15.6 auf den langen Seiten benachbarten Außenschweißpunkte 15.11 und 15.1 bzw. 15.5 und 15.7, sowie durch Aussparungen 17 im Maskenhemd 13 zwischen den Schweißstellen und anschließend an die jeweils äußeren genannten Schweißstellen. Der Abstand A einer jeweiligen äußeren Schweißstelle von der jeweils zugehörigen Mittenschweißstelle betrug bei einem Ausführungsbeispiel D/11, wobei D die Länge der Rahmendiagonale ist. Zufriedenstellende Fertigungsergebnisse wurden bei Abständen zwischen D/14 und D/9 erzielt. Jeder der äußeren Schweißpunkte liegt möglichst dicht über dem Unterrand des Maskenhemdes 13. Der Abstand P der Schweißpunkte vom Unterrand betrug beim Ausführungsbeispiel 2 mm. Zwischen den Schweißstellen sind die genannten Aussparungen vorhanden, wodurch im Bereich der Schweißstellen Lappen 19 gebildet sind. Diese Lappen weisen eine solche Breite B auf, daß die Verbindung zwischen Maske 12 und Rahmen 11 mechanisch stabil ist. Beim Ausführungsbeispiel betrug die Breite 9 mm. Durch den Abstand zwischen den Schweißpunkten und die Breite B der Lappen 19 ist die Länge L der Aussparungen zwischen zwei Schweißpunkten vorgegeben. Mit ähnlicher Länge werden die Aussparungen ausgebildet, die sich an die Außenschweißpunkten 15.11, 15.1, 15.5 und 15.7 nach außen hin anschließen. Bei einer Röhre mit 71 cm (28˝) Schirmdiagonale liegt die Länge L vorzugsweise zwischen etwa 40 und 60 mm. Die Tiefe jeder Aussparung 17 ist so gewählt, daß das Maskenhemd von einer Höhe H von typischerweise etwa 12 mm auf eine gekürzte Höhe K von 6 mm verringert ist. Es hat sich herausgestellt, daß die gekürzte Höhe K nicht länger sein sollte als etwa 7 mm, wenn gewährleistet werden soll, daß die Maske ausreichend flexibel ist, um den maximal auftretenden Längenänderungsdifferenzen bei Herstellvorgänqen elastisch nachgeben zu können. Wird die gekürzte Höhe noch geringer gewählt, wird die Maske zwar noch elastischer, jedoch ging bei Versuchsmasken mit einer gekürzten Höhe von etwa 5 mm und weniger die erforderliche mechanische Stabilität gegenüber von außen einwirkenden Kräften verloren. Um die Stabilität der Maske zu erhöhen, ist in ihrer Oberseite entlang ihrem Rand eine umlaufende Sicke 18 vorhanden, was einer seit langem bekannten Maßnahme entspricht.The differences in length changes between room temperature and about 250 ° C or vice versa have the consequence that the danger there is permanent deformation of the mask. In order to counteract the danger, the mask has to be weakened in terms of its stiffness so that it can elastically compensate for differences in length during thermal production processes, but on the other hand it has to be so stable that it can withstand mechanical stresses. The combination according to FIGS. 1 and 2 satisfies these different requirements due to the special position of the external welding spots 15.11 and 15.1 or 15.5 and 15.7 adjacent to the center welding spots 15.12 and 15.6 on the long sides, as well as due to
Was die vorstehend angegebenen Zahlenbeispiele betrifft, so wurden sie unter Verwendung von üblichem Invarmaskenmaterial für eine Masken-Rahmen-Kombination von 71 cm (28˝) erstellt. Für kleinere Röhren gelten entsprechend verkleinerte Maße. Jedoch ist der genannte Aufbau nicht für beliebig kleine Röhren sinnvoll. Vielmehr ist es so, daß bei Röhren ab etwa 51 cm (20˝) und kleiner völlig andere Aufbauten in der Regel sinnvoller sind.As for the numerical examples given above, they were created using standard invar mask material for a mask-frame combination of 71 cm (28˝). Correspondingly reduced dimensions apply to smaller tubes. However, the structure mentioned is not useful for tubes of any size. It is rather the case that completely different structures are generally more sensible for tubes from about 51 cm (20 () and smaller.
Claims (4)
- Mask-frame combination for a colour picture tube with:- a roughly rectangular mask frame (11) of iron,- a mask (12) with bent-over shroud (13), of a perforated plate of a material with low coefficient of expansion,- and weld points (15.1 to 15.12) which connect the mask shroud, and hence the mask, to the frame,
characterised in that- the mask shroud (13) rests against the outside of the frame (11),- the weld points (15.1 to 15.12) on each of the long sides are so positioned that central weld points (15.12 and 15.6) are in each case located in the main close to the centre of a long side and outer weld points (15.11 and 15.1 and 15.5 and 15.7) are in each case located at the two sides of the respective central weld point and are spaced from the latter by D/14 to D/9, with D = frame diameter in the diagonal,- and the mask shroud comprises, between the weld points with the above-mentioned spacings and adjacent to the outer weld points, recesses (17). - Mask-frame combination according to claim 1, characterised in that the mask shroud (11) has in the region of the recesses a reduced height (K) of not more than some 7 mm.
- Mask-frame combination according to any one of claims 1 or 2, characterised in that each weld point (15.1 to 15.12) lies as close as possible to the free edge of the mask shroud (13).
- Mask-frame combination according to any one of claims 1 to 3, characterised in that the mask (12) is formed of Invar® and that the diameters of the mask (12) are greater than those of the frame (11), namely by an amount such that the mask shroud (13), if the mask (12) exhibits a temperature between some 200 and 240° C and the temperature of the frame (11) is identical to the mask or is some 10° C higher than the latter, rests against the frame (11).
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