ITMI991584A1

ITMI991584A1 - Telaio metallico multifunzione per schermo crt

Info

Publication number: ITMI991584A1
Application number: IT1999MI001584A
Authority: IT
Inventors: Pedro Eugenio Cosma; Carlo Tulli
Original assignee: Videocolor Spa
Priority date: 1999-07-16
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2001-01-16
Also published as: TW464899B; MXPA00006971A; EP1069592A3; KR20010015340A; ITMI991584A0; US6717344B1; IT1313179B1; CN1281240A; JP2001068035A; KR100532519B1; CN1156873C; EP1069592A2; MY120481A

Description

Descrizione del brevetto per invenzione industriale avente per titolo:

"Telalo metallico multifunzione per schermo CRT"

D E S C R I Z I O N E

L'invenzione si riferisce ad un tubo a raggi catodici a colori e più in particolare al sistema di sospensione del dispositivo telaio/maschera di selezione dei colori disposti all 'interno della struttura di vetro del tubo. L'invenzione Ha una sua applicazione in tutti i tipi di tubo catodico che hanno una maschera di selezione dei colori ed è più in particolare adatta per i tubi la cui la maschera è mantenuta in tensione dal telaio sul quale essa è montata.

(Doti <' >η I tubi a raggi catodici convenzionali presentano una maschera di selezione dei colori posta ad una distanza precisa dal lato interno della faccia anteriore di vetro del tubo, faccia anteriore sulla quale sono depositate delle reti di elementi luminescenti rossi, verdi e blu. Sotto l'effetto di tre fasci elettronici corrispondenti ciascuno ad un colore primario determinato, le reti di elementi luminescenti permettono la riproduzione di immagini sullo schermo, la maschera permettendo a ciascun fascio determinato di illuminare solo 1 'elemento luminescente del colore corrispondente.

La maschera di selezione dei colori deve essere disposta e mantenuta durante il funzionamento del tubo in una posizione precisa all'interno del detto tubo. Le funzioni di sostegno sono realizzate grazie a un telaio metallico rettangolare generalmente molto rigido sul quale la maschera viene saldata in modo opportuno. Il gruppo telaio/maschera è montato nella faccia anteriore del tubo tramite mezzi di sospensione che hanno almeno tre pezzi metallici saldati al telaio, ciascuno dei detti pezzi presentando un'estremità che forma una molla e forata con un'apertura destinata ad impegnarsi in uno dei perni metallici inclusi nella faccia anteriore di vetro. Due disposizioni dei mezzi di sospensione sono convenzionalmente utilizzate: sia al livello delle mezzerie dei lati del telaio, sia al livello degli angoli di quest'ultimo.

I tubi la cui faccia anteriore viene costruita sempre più piatta corrispondono alla tendenza' attuale, fino ad evolvere verso le facce anteriori completamente piatte. Per realizzare tubi che hanno una tale faccia anteriore si usa una tecnologia che consiste nell 'utilizzare una maschera piatta, mantenuta in.tensione in almeno una direzione. Tali strutture sono descritte per esempio nel brevetto americano US-5 111 107. Tuttavia per mantenere la planarità della maschera, una tensione elevata deve essere applicata a quest 'ultima e la struttura del telaio che ne deriva è pesante, e richiede una quantità di materiale elevata.

L'invenzione si propone di alleggerire la struttura del telaio mantenendo una maschera in tensione riducendo il numero di pezzi metallici della struttura utilizzando dei pezzi di rinforzo che hanno anche la funzione di mezzi di supporto del sistema telaio/maschera. Per questo il tubo a raggi catodici a colori secondo l'invenzione comprende una faccia anteriore di vetro sulla quale è applicato uno schermo di materiali luminescenti, una maschera di selezione dei colori disposta in prossimità dello schermo, un telaio sul quale è fissata la maschera e che la mantiene in tensione secondo almeno una direzione, il detto telaio avendo una forma approssimativamente rettangolare definita da una coppia di lati lunghi opposti e da una coppia di lati corti anch'essi opposti, almeno due lati presentando ciascuno un bordo sotto forma di una piastra metallica approssimativamente parallela alla superficie della maschera, il gruppo telaio/maschera essendo mantenuto all'interno della faccia anteriore con mezzi di supporto cooperanti con dei perni fissati nello spessore della faccia anteriore,

caratterizzato dal fatto che almeno due mezzi di supporto integrano ciascuno un pezzo metallico che ha una prima parte che si estende su una delle superfici della piastra, la detta parte essendo solidale, per esempio tramite una saldatura, alla piastra ed una seconda parte estendendosi in una direzione approssimativamente perpendicolare alla superficie della maschera.

L'invenzione sarà meglio compresa con l'ausilio della descrizione seguente e dei disegni nei quali:

- La Figura 1 rappresenta un tubo a raggi catodici secondo l'invenzione in vista parzialmente sezionata

- La Figura 2 rappresenta una vista dall'alto di un telaio secondo l'invenzione;

- La Figura 3 illustra una vista laterale, parzialmente sezionata, di un telaio/maschera secondo l'invenzione;

La 'Figura 4 illustra in dettaglio un supporto del telaio/maschera secondo l'invenzione;

- La Figura 5 illustra un secondo modo di realizzazione dell'invenzione;

La Figura 6 è un gruppo telaio/maschera secondo lo stato della tecnica visto in prospettiva.

Come illustrato nella Figura 6, un telaio 21 per maschera teso 26 comprende due lati lunghi 22 sui quali è saldata la maschera. 1 lati corti 31 in forma di U devono assicurare il sostegno della tensione durante le fasi di fabbricazione del tubo e durante il funzionamento normale dello stesso. Per assicurare questo sostegno della tensione il telaio deve essere costruito con profilati di

sezione elevata ciò che provoca due inconvenienti

maggiori:

- un peso elevato apprezzabile soprattutto per

i tubi di dimensioni di schermo elevate, per

esempio superiore a 70 cm di diagonale,

un consumo di materiale elevato ciò che

influisce grandemente sul costo globale del tubo

soprattutto se il telaio è fabbricato con un

materiale costoso come l'Invar per minimizzare i

fenomeni di dilatazione termica.

Come illustrato nella Figura 1 un tubo a raggi

catodici 1 secondo l'invenzione comprende una

lastra approssimativamente piana 2 ed una cornice

periferica 3. La lastra è collegata alla parte

posteriore del tubo, a forma di imbuto 4 grazie ad

una sigillatura di vetro fuso. La parte di

estremità del tubo 5 circonda il cannone degli

elettroni 6 i cui fasci illuminano lo schermo a

fosfori luminescenti 13 attraverso la maschera di

selezione dei colori 8, che è qui piatta, per

esempio tesa fra i lati lunghi .9 del telaio 19. Dei'' supporti metallici del gruppo telaio/maschera

sostengono questo gruppo all'interno del tubo, i

detti supporti potendo presentare una parte 10 saldata al telaio e una parte che forma la molla 11, fornita con un'apertura per cooperare con un perno 12 incluso nella cornice di vetro 3.

Nell'esempio di realizzazione illustrato nelle Figure 2, 3, 4 il telaio 19, con formato 16/9, comprende una coppia di lati lunghi 9 ed una coppia di lati corti 7, i detti lati lunghi e corti avendo per esempio una sezione ad L ed una parte piatta (37, 39) approssimativamente parallela alla superficie della maschera che il telaio è destinato a mantenere in tensione. La maschera 8 essendo mantenuta in tensione tramite saldatura sull'estremità 20 dei detti lati lunghi del telaio; ne risulta che la tensione meccanica della maschera è mantenuta dai lati corti che devono pertanto avere una rigidezza sufficiente.

Pertanto è possibile utilizzare un telaio molto alleggerito rispetto allo stato della tecnica, per esempio utilizzando dei profilati di spessore limitato, la rigidezza meccanica essendo assicurata dall'aggiunta di pezzi I9che hanno la funzione di rinforzo ove è necessario, vale a dire lungo i lati corti. Nell'esempio di realizzazione delle Figure 2, 3, 4 il telaio con diagonale eguale a 76 cm è realizzato in Invar con uno spessore di materiale eguale a circa 1,5 min,· i pezzi di rinforzo 10 sono disposti nei quattro lati del telaio ed hanno una parte 14 che si estende su una delle superfici della parte piatta 37 sulla quale questa porzione 14 è collegata per esempio tramite saldatura. Questi pezzi di rinforzo 10 sono di Invar e hanno uno spessore identico a quello del telaio,· hanno ciascuno una lunghezza 14 di circa 8 cm e ricoprono pertanto circa il 40% di ciascun lato corto 7.

L'invenzione presenta inoltre altri vantaggi tecnici. I pezzi 10 come illustrato nelle Figure 2, 3, 4 possono servire come supporti al gruppo telaio/maschera facendo in modo che il pezzo 10 presenti una seconda parte 15 che dopo piegatura attorno ad una zona intermedia 16 si dispone in una direzione approssimativamente perpendicolare alla superficie della maschera 8. Su questa parte 15 è possibile, in modo convenzionale, saldare una molla forata con un'apertura destinata a circondare un perno inserito nella cornice 3 del pannello anteriore del tubo. In tal modo è possibile ridurre il numero di pezzi metallici utilizzati, in quanto i pezzi 10 partecipano al rinforzo meccanico dei lati corti del telaio e servono come supporto del gruppo telaio/maschera.

D'altra parte è noto che durante la fabbricazione del tubo il gruppo telaio/maschera subisce dei trattamenti termici a temperature dell'ordine di 450°C. Ordunque a causa della sua massa limitata, la maschera si comporta meccanicamente in modo differente dal telaio durante le operazioni del procedimento di fabbricazione dei tubo catodico. Per esempio dopo l'operazione di ossidazione il gruppo telaio/maschera viene riportato alla temperatura ambiente: la maschera avente, un'inerzia termica molto bassa rispetto al telaio, si raffredda più rapidamente di quest'ultimo. La tensione della maschera è pertanto, durante la fase transitoria di raffreddamento del telaio, molto più elevata di quando i due elementi saranno arrivati alla stessa temperatura. Secondo la tensione applicata inizialmente alla maschera e il tipo di materiale costituente di detta maschera, questo ultimo può essere portato durante queste fasi transitorie oltre il suo limite di elasticità e ne seguirà una deformazione permanente della maschera che rende impossibile il suo utilizzo ulteriore. Infatti la tensione della maschera quando il tubo sarà in funzione non sarà più sufficiente, e tutte le vibrazioni meccaniche, per esempio prodotte dagli altoparlanti del televisore nel quale il tubo è inserito, genererà delle vibrazioni della maschera che provocano . degli indebolimenti di colore dell'immagine .

In questo contesto gli elementi di rinforzo 10 possono essere utilizzati per proporre una soluzione al problema descritto sopra. Per questo gli elementi di rinforzo 10 sono realizzati di un materiale avente un coefficiente di dilatazione termica differente da quello del telaio.

Nel caso in cui questi elementi 10 siano in lega di ferro/nichel N42, avente un coefficiente di dilatazione termica tre volte superiore a quello dell'Invar, il telaio essendo anch'esso di Invar, la parte 14 degli elementi di rinforzo 10 viene saldata sui lati corti del telaio, sulla superficie della parte piatta (37) opposta alla superficie della maschera. In questo modo durante un aumento elevato della temperatura del gruppo telaio/maschera gli elementi 10 si dilatano in modo' più elevato dei lati del telaio sui quali essi sono saldati. Ne consegue una deformazione di curvatura di questi lati che tendono ad avvicinare le estremità 20 dei lati lunghi sui quali è saldata la maschera. Questo avvicinamento provoca una riduzione della tensione della maschera rispetto a quella definita in regime permanente e questo avviene durante,le operazioni del procedimento di fabbricazione che si eseguono ad alta temperatura. In conseguenza durante le fasi transitorie del raffreddamento, la maschera non verrà più sottoposta a tensioni elevate che possono provocare deformazioni permanenti.

Un altro vantaggio del dispositivo descritto precedentemente riguardante l'utilizzazione dei pezzi di supporto aventi un coefficiente di dilatazione termica differente da quello del telaio risiede nel fatto che questi pezzi possono concorrere, durante il funzionamento normale del tubo, al mantenimento della purezza dei colori. Come descritto nel brevetto americano US- 4827 180 si produce all'accensione del tubo un periodo di riscaldamento del gruppo telaio/maschera che può provocare uno scolorimento dell'immagine formata sullo schermo del tubo. Questo scolorimento è dovuto al fatto che durante il transitorio del riscaldamento, il telaio dilatandosi progressivamente per esempio secondo l'asse orizzontale, è necessario imprimere alla maschera un leggero movimento in direzione dello schermo perché i fasci elettronici illuminino le linee dei fosfori corrispondenti. Gli aumenti di temperatura sono molto inferiori a quelli registrati (essi sono qui dell'ordine di qualche decina di grado rispetto alla temperatura ambiente) durante le operazioni del procedimento di fabbricazione del tubo, ma sufficienti per provocare una perdita di purezza dei colori sullo schermo del tubo. Per ridurre questo effetto il gruppo telaio/maschera viene spostato rispetto allo schermo durante il transitorio tramite la curvatura dei lati corti del telaio provocata dalla differenza di dilatazione dei pezzi 10 e di detti lati corti.

In un altro modo di realizzazione illustrato nella Figura 5, i mezzi 40 destinati a’rinforzare i lati corti e ad assicurare il supporto del gruppo telaio/maschera sono nel numero di due e sono saldati su una zona posta approssimativamente nella mezzaria dei detti lati corti 7. Questi mezzi 40 hanno' una struttura .identica ai mezzi'10 nel senso in cui essi presentano una prima parte 41 che si estende su una delle superfici 37, parallele alla maschera, di ciascun lato corto 7 ed una seconda parte 42 che si estende in una direzione approssimativamente perpendicolare alla superficie della maschera.

Oltre alla loro funzione di rinforzo meccanico e di supporto del gruppo telaio/maschera questi mezzi 40 possono assicurare la funzione di riduttore della tensione della maschera durante le operazioni del procedimento di fabbricazione che sono effettuate ad alta temperatura e questo nello stesso modo dei mezzi 10 utilizzando dei materiali costituenti aventi un coefficiente di dilatazione termica differente da quello del telaio.

Per ragioni di riduzione del numero di pezzi metallici differenti da utilizzare per la fabbricazione del tubo, e per ridurre i costi di fabbricazione, i supporti del telaio/maschera possono essere tutti identici. In tal modo tre o quattro supporti identici al 40 possono essere usati per supportare uno stesso telaio.

Gli esempi indicati sopra non sono limitativi : per esempio in un altro modo di realizzazione non rappresentato, il telaio/maschera essendo supportato negli angoli, i mezzi di rinforzo e di supporto sono costituiti da due pezzi, ciascun pezzo presentando una prima parte che si estende lungo tutta la superficie del lato corto parallelo alla maschera, e due estremità estendendosi in una direzione approssimativamente perpendicolare alla superficie della maschera, queste estremità potendo essere usate come supporto come nei modi di realizzazione descritti precedentemente.

Claims

R I V E N D I C A Z I O N I 1. Tubo a raggi catodici a colori (1) comprendente una faccia anteriore di vetro (2) sulla quale è applicato uno schermo di materiali luminescenti (13), una maschera di selezione dei colori (8) disposta in prossimità dello schermo, un telaio (19) sul quale è fissata la maschera e che la mantiene in tensione secondo almeno una direzione, il detto telaio avendo una forma approssimativamente rettangolare definita da una coppia di lati lunghi opposti (9) e da una coppia di lati corti anch'essi opposti (7), almeno due lati presentando ciascuno un bordo sotto forma di una piastra metallica approssimativamente parallela alla superficie della maschera (37, 39), il gruppo telaio/maschera essendo mantenuto all'interno della faccia anteriore con mezzi di supporto (10, 40, il) cooperanti con dei perni (12) fissati nello spessore della faccia anteriore, caratterizzato dal fatto che almeno due mezzi di supporto integrano ciascuno un pezzo metallico (10, 40) che ha una prima parte (14, 41) che si estende su una delle superfici della piastra, la detta parte essendo solidale, per esempio tramite una saldatura, alla piastra ed almeno una seconda parte (15, 42) estendendosi in una direzione approssimativamente perpendicolare alla superficie della maschera.
2. Tubo a raggi catodici secondo la rivendicazione precedente, caratterizzato dalfato che i mezzi di supporto sono disposti agli angoli del telaio .
3. Tubo a raggi catodici secondo una delle rivendicazioni precedenti, caraterizzato dal fatto che la maschera viene mantenuta in tensione fra i lati lunghi del telaio.
4. Tubo a raggi catodici secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dalfato che i lati che presentano un bordo in forma di piastra metallica approssimativamente parallela alla superficie della maschera sono i lati corti (7) del telaio.
5. Tubo a raggi catodici secondo una delle rivendicazioni precedenti, caraterizzato dalfato che i coefficienti di dilatazione termica dei materiali che costituiscono il telaio e i mezzi di supporto sono differenti.
6. Tubo a raggi catodici secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato 'dal fatto che il coefficiente di dilatazione termica del pezzo metallico dei mezzi di supporto è superiore a quello dei bordi del telaio sul quale esso e saldato .
7. Tubo a raggi catodici secondo la rivendicazione precedente, caraterizzato dal fatto che la prima parte del pezzo metallico dei mezzi di supporto è saldata sulla superficie della piastra opposta alla maschera.
8. Tubo a raggi caraterizzato dal fato che esso presenza quattro' mezzi di supporto che integrano ciascuno un pezzo metallico conforme ad almeno una delle rivendicazioni precedenti.