EP0999571A2 - Elément de suspension d'un cadre de masque perforé - Google Patents

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EP0999571A2
EP0999571A2 EP00103229A EP00103229A EP0999571A2 EP 0999571 A2 EP0999571 A2 EP 0999571A2 EP 00103229 A EP00103229 A EP 00103229A EP 00103229 A EP00103229 A EP 00103229A EP 0999571 A2 EP0999571 A2 EP 0999571A2
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EP
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frame
wall
upright
suspension element
suspension
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Jean-Pierre Reyal
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Aperam Stainless Precision SAS
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Imphy Ugine Precision SA
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    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J9/00—Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02—Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/02—Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/06—Screens for shielding; Masks interposed in the electron stream
    • H01J29/07—Shadow masks for colour television tubes
    • H01J29/073—Mounting arrangements associated with shadow masks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J2229/00—Details of cathode ray tubes or electron beam tubes
    • H01J2229/07—Shadow masks
    • H01J2229/0705—Mounting arrangement of assembly to vessel

Definitions

  • the invention relates to a mask frame suspension element. perforated with a cathode ray tube and in particular with a television tube colors.
  • the color television tubes with shadow mask have a glass envelope in which are fixed metal parts, one of which consists of the shadow mask attached to a frame and another by a magnetic shielding placed inside the glass envelope.
  • the glass envelope consists of two parts, a slab comprising the screen on which the image is formed and a cone on which are fixed the electron guns and the deflection coils of the electron beams of the cathode ray tube.
  • the shadow mask is made from a thin metal strip in which holes of small dimensions and of suitable shape are made by chemical machining.
  • the metal bands used are generally low carbon steel or iron-nickel alloy such as Invar.
  • the mask perforated is shaped by hot or cold stamping, so that have a peripheral rim along which a metal frame is welded.
  • the assembly consisting of the frame and the mask is fixed inside the glass slab, by means of suspension devices fixed on the frame and coming to engage on pins sealed in the glass of the slab.
  • the internal shielding of the tube can be fixed either on the mask frame perforated, either on the fixing pins sealed in the glass of the slab.
  • cathode ray tubes of different types which are distinguish in particular by the type of mask or the type of frame used or by the method of hanging the frame inside the glass envelope of the tube.
  • the suspension of the shadow mask, through its frame, to the interior of the glass envelope of the tube must allow filling several functions.
  • this suspension must make it possible to control the relative movements of the glass screen and the shadow mask which are caused in particular by the expansion of the perforated mask which heats up under the impact of the electron beam, so as to maintain the purity of colors of the image formed on the screen.
  • the hanging devices must hold the mask perforated in position inside the glass envelope, even when the tube with cathode rays receives a shock, and protect the shadow mask against external mechanical stresses.
  • suspension systems must make it possible to disassemble or to move the shadow mask during the manufacture of the spoke tube cathodic, then put it back inside the glass envelope, as many times as it may be necessary.
  • the thick frames known from the prior art often have an excessive weight which can be for example of the order of or greater than 2 kg, in the case of so-called "stretched mask” technologies, the shadow mask being tensioned on the frame, the rigidity of which must be sufficient to resist the stresses resulting from the tensioning of the mask.
  • the mask frame suspension elements perforated must be fixed to the mask frame by one or more strong welds, to obtain a satisfactory fixing.
  • the object of the invention is therefore to propose a suspension element of a perforated mask frame inside a slab of a ray tube cathodics comprising a plate crossed by an engagement opening of the suspension element on a pin integral with the slab of the tube to cathode rays and means for fixing the suspension element to a frame wall that can be attached to the seamless mask frame resistant.
  • the suspension element generally designated by the reference 55 includes an amount 56 on which is produced or added a spring 57 projecting from an internal side of the upright 56, a hooking plate 58 connected to the upper edge of the upright, in an inclined arrangement relative to the upright and two fixing tabs 59a and 59b connected to the lower edge of the upright, substantially perpendicular to the upright and having at their end a lug, 59'a and 59'b respectively.
  • the amount includes, depending on its upper edge, two attachment tabs 60a and 60b.
  • the suspension element 55 can be fixed by clipping onto a wall 62 of a mask frame 61 constituting a corner area of the mask, as shown in Figure 1.
  • the mask frame is shown with its sides vertical and its edge for fixing the shadow mask, in its part superior.
  • the hooking lugs 60a and 60b are engaged on the edge top of the corner wall 62 of the mask so that the post 56 comes to bear on the corner wall 62 via the spring 57.
  • the tabs 59a and 59b are slid under the lower edge 63 of the frame 61 opposite the rim on which the shadow mask is fixed.
  • the spring is compressed and the tabs are moved 59a and 59b under the lower rim 63 of the mask until the pins 59'a and 59'b engage in openings provided in a desired position through the rim 63.
  • the pins 59'a and 59'b of the tongues 59a and 59b could, alternatively, come to engage, in the position of fixing of the suspension element 55, on the inner edge of the rim 63.
  • the the suspension element 55 is fixed to the frame 61 by clipping, the spring 57 being compressed against the corner wall 62 of the frame and exerting a tensile force on the tongues 59a and 59b including the pins 59'a and 59'b are engaged in openings or against the internal edge of the ledge 63.
  • the suspension element which is also hung on the upper edge of the frame by the legs 60a and 60b is perfectly fixed on the frame. Eventually, the fixing of the suspension element can be completed by a laser or electric welding point.
  • the attachment plate 58 is crossed by an opening 64 which is engaged on an anchor pin 65 sealed in an internal part of the slab cathode ray tube, near a corner of the slab.
  • the suspension element 55 can be obtained by cutting and folding a thin metal blade, as shown in the figure 3 where the cutting lines of the metal strip have been shown in solid lines and the dotted fold lines.
  • the suspension element 55 could also be produced in several parts assembled together by welding.
  • All these steels and alloys have been retained because they have a high elastic limit and that they keep their elasticity following the treatments necessary heat, during the production of color television tubes.
  • the alloys used must preferably be non-magnetic.
  • Suspension elements such as element 55 shown in the Figures 1 and 2 have the advantage of being able to be fixed on a frame of shadow mask without the need for a welded connection resistant. Therefore, the suspension elements can be easily disassembled so well that it is possible in the event that during manufacture of the frame, a check shows that the frame is not in conformity, to recover the frame and / or suspension elements. In addition, seamless fixing of the suspension element on a rigid and light frame avoids deforming the frame when fixing the element.
  • suspension element as described above is of a simple and inexpensive production and can be set up and fixed to the frame mask quickly and easily.
  • the suspension element according to the invention can comprise a single tab and a single hooking tab on the shadow mask frame or more than two legs and more than two hooking tabs.

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  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)
  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)
  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Abstract

L'élément de suspension comporte une plaquette (58) traversée par une ouverture (64) d'engagement de l'élément de suspension (55) sur un pion (65) solidaire de la dalle du tube à rayons cathodiques et des moyens de fixation de l'élément de suspension (55) sur une paroi (62) du cadre (61). Les moyens de fixation de l'élément de suspension (55) comportent un montant (56) solidaire de la plaquette (58) ayant au moins une patte d'accrochage (60a, 60b) sur un bord de la paroi (62) du cadre (61), un ressort (57) en saillie sur une face interne du montant (56) venant en contact avec la paroi (62) du cadre (61) et au moins une languette (59a, 59b) comportant un ergot d'accrochage (59'a, 59'b) à son extrémité pour réaliser la fixation de l'élément de suspension (55) sur le cadre (61) par clipsage.

Description

L'invention concerne un élément de suspension de cadre de masque perforé d'un tube à rayons cathodiques et notamment d'un tube de télévision couleurs.
Les tubes de télévision couleurs à masque perforé comportent une enveloppe de verre dans laquelle sont fixées des pièces métalliques dont l'une est constituée par le masque perforé solidaire d'un cadre et une autre par un blindage magnétique disposé à l'intérieur de l'enveloppe de verre.
L'enveloppe de verre est constituée de deux pièces, une dalle comprenant l'écran sur lequel est formée l'image et un cône sur lequel sont fixés les canons à électrons et les bobines de déviation des faisceaux d'électrons du tube à rayons cathodiques.
Le masque perforé est fabriqué à partir d'une bande métallique mince dans laquelle des trous de petites dimensions et de forme adaptée sont réalisés par usinage chimique. Les bandes métalliques utilisées sont généralement en acier à bas carbone ou en alliage fer-nickel tel que l'Invar. Le masque perforé est mis en forme par emboutissage à chaud ou à froid, de manière à présenter un rebord périphérique suivant lequel est soudé un cadre métallique.
L'ensemble constitué par le cadre et le masque est fixé à l'intérieur de la dalle de verre, par l'intermédiaire de dispositifs de suspension fixés sur le cadre et venant s'engager sur des pions scellés dans le verre de la dalle.
Le blindage interne du tube peut être fixé soit sur le cadre du masque perforé, soit sur les pions de fixation scellés dans le verre de la dalle.
On connaít des tubes à rayons cathodiques de types différents qui se distinguent en particulier par le type de masque perforé ou le type de cadre utilisé ou encore par le mode d'accrochage du cadre à l'intérieur de l'enveloppe de verre du tube.
En ce qui concerne les différents types de cadre utilisés, on distingue en particulier les cadres minces et légers dont l'épaisseur peut être par exemple de l'ordre de 0,2 mm et les cadres épais, rigides et lourds.
En ce qui concerne les modes d'accrochage du cadre à l'intérieur de l'enveloppe de verre, on distingue la suspension du cadre au voisinage des coins de l'écran et la suspension du cadre à la partie médiane de bords périphériques de la dalle, par l'intermédiaire de dispositifs de compensation bimétalliques fixés sur la surface extérieure des côtés du cadre.
La suspension du masque perforé, par l'intermédiaire de son cadre, à l'intérieur de l'enveloppe de verre du tube doit permettre de remplir plusieurs fonctions.
Tout d'abord, cette suspension doit permettre de contrôler les mouvements relatifs de l'écran de verre et du masque perforé qui sont provoqués en particulier par la dilatation du masque perforé qui s'échauffe sous l'impact du faisceau d'électrons, de manière à maintenir la pureté des couleurs de l'image formée sur l'écran.
D'autre part, les dispositifs de suspension doivent maintenir le masque perforé en position à l'intérieur de l'enveloppe de verre, même lorsque le tube à rayons cathodiques reçoit un choc, et protéger le masque perforé contre des sollicitations mécaniques externes.
Enfin, les systèmes de suspension doivent permettre de démonter ou de déplacer le masque perforé, pendant la fabrication du tube à rayons cathodiques, puis de le remettre en place à l'intérieur de l'enveloppe de verre, autant de fois qu'il peut être nécessaire.
L'ensemble constitué par le masque perforé, le cadre et les dispositifs de suspension du cadre doit présenter en particulier les deux propriétés suivantes:
  • d'une part, il doit permettre d'accommoder les variations de dimension résultant d'un échauffement global de l'ensemble,
  • d'autre part, il doit présenter une grande stabilité mécanique.
La plupart des ensembles connus de l'état de la technique utilisent un cadre en acier, épais, lourd et rigide, accroché à l'aide de trois ou quatre ressorts bimétalliques engagés sur des pions scellés à la partie médiane des bords périphériques de la dalle de verre. Les inconvénients de tels ensembles connus sont que le cadre présente une grande inertie thermique et que le mode de compensation des variations de dimension d'origine thermique n'est pas complètement symétrique.
Il est connu également d'utiliser des cadres en acier épais, lourds et rigides qui sont accrochés dans les coins de la dalle à l'aide de quatre systèmes de suspension. Celle disposition qui est symétrique présente l'avantage de réaliser une auto-compensation thermique ; cependant, le cadre présente toujours une trop grande inertie thermique.
En outre, les cadres épais connus de l'art antérieur présentent souvent un poids trop important qui peut être par exemple de l'ordre de ou supérieur à 2 kg, dans le cas des technologies dites à "masque tendu", le masque perforé étant mis en tension sur le cadre dont la rigidité doit être suffisante pour résister aux contraintes résultant de la mise en tension du masque.
Il est également connu d'utiliser des cadres minces dont l'épaisseur peut être par exemple de l'ordre de 200 µm, ces cadres de faible poids étant accrochés dans les coins de la dalle.
Ces cadres minces ont l'avantage de présenter une faible inertie thermique mais sont d'une très grande fragilité, en raison de leur faible épaisseur. Ces cadres ont également une rigidité insuffisante. De ce fait, il peut être nécessaire de souder les dispositifs de suspension sur les pions de fixation pour éviter le décrochage du cadre. La fabrication du tube à rayons cathodiques est ainsi rendue plus complexe.
De manière générale, les éléments de suspension de cadre de masque perforé doivent être fixés sur le cadre de masque par une ou plusieurs soudures résistantes, pour obtenir une fixation satisfaisante.
De ce fait, il n'est pas possible de démonter facilement les éléments de suspension, lorsque le cadre s'avère défectueux, lors d'un contrôle en cours de fabrication, pour récupérer le cadre ou les éléments de suspension. En outre, dans le cas d'un cadre mince et léger, une liaison par soudure risque de déformer le cadre.
Le but de l'invention est donc de proposer un élément de suspension d'un cadre de masque perforé à l'intérieur d'une dalle d'un tube à rayons cathodiques comportant une plaquette traversée par une ouverture d'engagement de l'élément de suspension sur un pion solidaire de la dalle du tube à rayons cathodiques et des moyens de fixation de l'élément de suspension sur une paroi du cadre pouvant être fixé sur le cadre de masque sans soudure résistante.
Dans ce but, les moyens de fixation de l'élément de suspension sur la paroi du cadre comportent:
  • un montant solidaire de la plaquette ayant au moins une patte d'accrochage sur un bord de la paroi du cadre,
  • un ressort en saillie sur une face interne du montant venant en contact avec la paroi du cadre, et
  • au moins une languette sensiblement perpendiculaire au montant et dirigée vers l'intérieur du cadre comportant un ergot d'accrochage à son extrémité dirigée vers l'intérieur du cadre pour réaliser la fixation de l'élément de suspension sur le cadre par clipsage, l'ergot d'accrochage de la languette étant engagé sur un élément de retenue du cadre et le ressort comprimé entre le montant et la paroi du cadre.
Afin de bien faire comprendre l'invention, on va maintenant décrire, à titre d'exemples non limitatifs, en se référant aux figures jointes en annexe, plusieurs modes de réalisation d'un cadre de masque perforé suivant l'invention.
  • La figure 1 est une vue en perspective d'un élément de suspension suivant l'invention fixé dans un angle d'un cadre de masque perforé.
  • La figure 2 est une vue de côté de l'élément de suspension suivant 2 de la figure 1.
  • La figure 3 est une vue en plan d'une lame métallique découpée à partir de laquelle on peut réaliser l'élément de suspension par pliage.
    • Sur les figures 1, 2 et 3, on a représenté un élément de suspension d'un type nouveau qui peut être fixé par clipsage dans une partie d'angle d'un cadre selon l'invention du brevet principal ou d'un cadre selon l'art antérieur.
    Comme il est visible sur les figures 1 et 2, l'élément de suspension désigné de manière générale par le repère 55 comporte un montant 56 sur lequel est réalisé ou rapporté un ressort 57 en saillie sur un côté interne du montant 56, une plaquette d'accrochage 58 reliée au bord supérieur du montant, dans une disposition inclinée par rapport au montant et deux languettes de fixation 59a et 59b reliées au bord inférieur du montant, sensiblement perpendiculaires au montant et comportant à leur extrémité un ergot, respectivement 59'a et 59'b. De plus, le montant comporte, suivant son bord supérieur, deux pattes d'accrochage 60a et 60b. L'élément de suspension 55 peut être fixé par clipsage sur une paroi 62 d'un cadre de masque 61 constituant une zone d'angle du masque, comme représenté sur la figure 1.
    Sur la figure 1, le cadre de masque est représenté avec ses côtés verticaux et son rebord de fixation du masque perforé, dans sa partie supérieure.
    Les pattes d'accrochage 60a et 60b sont engagées sur le bord supérieur de la paroi d'angle 62 du masque de telle sorte que le montant 56 vienne en appui sur la paroi d'angle 62 par l'intermédiaire du ressort 57. Les languettes 59a et 59b sont glissées sous le rebord inférieur 63 du cadre 61 opposé au rebord sur lequel est fixé le masque perforé. En exerçant une pression sur le montant 56, on comprime le ressort et on déplace les languettes 59a et 59b sous le rebord inférieur 63 du masque jusqu'à ce que les ergots 59'a et 59'b viennent s'engager dans des ouvertures prévues dans une position voulue à travers le rebord 63. Les ergots 59'a et 59'b des languettes 59a et 59b pourraient, à titre de variante, venir s'engager, dans la position de fixation de l'élément de suspension 55, sur le bord intérieur du rebord 63. La fixation de l'élément de suspension 55 sur le cadre 61 est réalisée par clipsage, le ressort 57 étant comprimé contre la paroi d'angle 62 du cadre et exerçant une force de traction sur les languettes 59a et 59b dont les ergots 59'a et 59'b sont engagés dans des ouvertures ou contre le bord interne du rebord 63.
    L'élément de suspension qui est de plus accroché sur le bord supérieur du cadre par les pattes 60a et 60b est parfaitement fixé sur le cadre. Eventuellement, la fixation de l'élément de suspension peut être complétée par un point de soudure au laser ou de soudage électrique.
    La plaquette d'accrochage 58 est traversée par une ouverture 64 qui est engagée sur un pion 65 d'accrochage scellé dans une partie interne de la dalle du tube à rayons cathodiques, au voisinage d'un angle de la dalle.
    Avantageusement, l'élément de suspension 55 peut être obtenu par découpage et pliage d'une lame métallique mince, comme représenté sur la figure 3 où les lignes de découpage de la bande métallique ont été représentées en traits pleins et les lignes de pliage en pointillés.
    L'élément de suspension 55 pourrait également être réalisé en plusieurs parties assemblées entre elles par soudage.
    L'élément de suspension doit être réalisé en un acier ou alliage à haute limite élastique, par exemple :
    • un acier Maraging tel qu'un acier à 18 % de nickel, 9 % de cobalt et renfermant du molybdène et du titane,
    • un acier durci à 25 % de nickel, 15 % de chrome et renfermant du titane et de l'aluminium,
    • un alliage fer-nickel durci par les carbures tel qu'un alliage renfermant 37 % de nickel, 2 % de molybdène, 0,8 % de chrome et 0,25 % de carbone, à l'état fortement écroui. Cet alliage présente l'avantage d'avoir un faible coefficient de dilatation, de l'ordre de 2.10-6/°K,
    • un superalliage à base de nickel à durcissement structural tel que l'alliage 718,
    • certains alliages martensitiques inoxydables.
    Tous ces aciers et alliages ont été retenus du fait qu'ils possèdent une haute limite élastique et qu'ils gardent leur élasticité à la suite des traitements thermiques nécessaires, lors de la fabrication des tubes de télévision couleurs. Les alliages utilisés doivent être de préférence amagnétiques.
    Des éléments de suspension tels que l'élément 55 représenté sur les figures 1 et 2 présentent l'avantage de pouvoir être fixés sur un cadre de masque perforé sans qu'il soit nécessaire de réaliser une liaison par soudure résistante. De ce fait, les éléments de suspension peuvent être facilement démontés si bien qu'il est possible dans le cas où, en cours de fabrication du cadre, un contrôle montre que le cadre n'est pas conforme, de récupérer le cadre et/ou les éléments de suspension. En outre, une fixation sans soudure de l'élément de suspension sur un cadre rigide et léger permet d'éviter de déformer le cadre, lors de la fixation de l'élément.
    De plus, l'élément de suspension tel que décrit plus haut est d'une réalisation simple et peu coûteuse et peut être mis en place et fixé sur le cadre de masque de manière simple et rapide.
    L'élément de suspension suivant l'invention peut comporter une seule patte et une seule languette d'accrochage sur le cadre de masque perforé ou encore plus de deux pattes et plus de deux languettes d'accrochage.

    Claims (3)

    1. Elément de suspension d'un cadre de masque perforé (61) à l'intérieur d'une dalle d'un tube à rayons cathodiques comportant une plaquette (58) traversée par une ouverture (64) d'engagement de l'élément de suspension (55) sur un pion (65) solidaire de la dalle du tube à rayons cathodiques et des moyens de fixation de l'élément de suspension (55) sur une paroi (62) du cadre (61), caractérisé par le fait que les moyens de fixation de l'élément de suspension (55) sur la paroi (62) du cadre (61) comportent :
      un montant (56) solidaire de la plaquette (58) ayant au moins une patte d'accrochage (60a, 60b) sur un bord de la paroi (62) du cadre (61),
      un ressort (57) en saillie sur une face interne du montant (56) venant en contact avec la paroi (62) du cadre (61), et
      au moins une languette (59a, 59b) sensiblement perpendiculaire au montant (56) et dirigée vers l'intérieur du cadre (61) comportant un ergot d'accrochage (59'a, 59'b) à son extrémité dirigée vers l'intérieur du cadre pour réaliser la fixation de l'élément de suspension (55) sur le cadre (61) par clipsage, l'ergot d'accrochage (59'a, 59'b) de la languette (59a, 59b) étant engagé sur un élément de retenue du cadre (61) et le ressort (57) comprimé entre le montant (56) et la paroi (62) du cadre (61).
    2. Elément de suspension suivant la revendication 1, caractérisé par le fait qu'il est constitué par une lame métallique mince découpée et pliée.
    3. Elément de suspension suivant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait qu'il est réalisé en un matériau métallique à haute limite élastique choisi parmi les matériaux suivants :
      aciers Maraging,
      acier à 25 % de nickel et 15 % de chrome, renfermant du titane et de l'aluminium,
      alliages fer-nickel,
      superalliages à base de nickel,
      alliages martensitiques inoxydables.
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