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"Eléments de montage pouvant supporter des charges et destinés à être fixés à des surfaces en verre." .
La présente invention est relative à des tenons de support, des- tinés à être fixés à des surface; en verre et, plus particulièrement, elle est relative à une structure spéciale de ces tenons afin de fa- ciliter leur montage précis, à écartement les uns des autres, à l'in- térieur d'un objet en verre préformé, par exemple la plaque de vision d'une enveloppe de tube à images pour la télévision en couleurs.
Lors de la fabrication d'enveloppes de tubes d'images du type polychrome pour les récepteurs de télévision en couleurs, la plupart des tubes courant doit être munie d'un élément de dimensions élevées, contrôlant les couleurs, disposé à l'intérieur du tube, à proximité immédiate de la zone de vision, afin de pouvoir contrôler les bombar-
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dements électroniques des zones envisagées d'un écran luminescent per- mettant d'obtenir des couleurs multiples. L'élément qui contrôle les couleurs est normalement constitué par un élément d'électrode à perfo- rations multiples, tel qu'un masque d'ombre ou une grille lignée qui est destiné à contrôler le bombardement électronique de certains phos- phores engendrant les couleurs et qui forment l'écran du tube.
Norma- lement, les phosphores qui constituent l'écran sont aptes à produire trois couleurs principales. Le masque perforé est généralement formé par un lourd cadre rectangulaire ou circulaire dont la forme corres- pond à celle de l'écran de vision du tube, afin d'obtenir une rigidi- té suffisante permettant que les perforations individuelles de l'élec- trode puissent être disposées avec précision par rapport à l'écran en phosphore, de fçon que chaque tube puisse maintenir un alignement convenable des couleurs.
Il est courant que le masque perforé soit inséré dans la plaque de vision de manière à pouvoir être enlevé à plusieurs reprises pendant les différents processus pour la réalisa- tion du tube et lors de l'application des différents composants pro- duisant les couleurs de l'écran, chaque remise en place de l'électro- de devant être effectuée de manière qu'elle se dispose à nouveau avec précision à la place qu'elle doit occuper.
Jusqu'à présent on a utilisé à cet effet de petits tenons métal- liques de forme spéciale, disposés par série avec précision dans la surface intérieure du flasque de la plaque de vision et montée proxi- mité immédiate de la surface intérieure de la zone de vision de la dite plaque de vision. Ces tenons métalliques sont normalement creux et sont en forme de cuvette, ils doivent donc être usinés soigneuse- ment afin de pouvoir être utilisés pour le but précis auquel ils sont destinés.
Chacun de ces tenons, qu'il soit cassant ou non, exige d' être formé par un usinage de manière à obtenir les tolérances préci- ses des dimensions et nécessaires pour le montage et l'alignement de l'électrode contrôlant les couleurs, à savoir le masque d'ombre, afin : de s'adapter aux nécessités physique: des différents processus utili- sés pour sceller les tenons dans le verre. L'usinage de précision du bord effilé et des inclinaisons du tab i@ du tenon n'est pas nécessai- re pour la disposition précise du masque, toutefois cet usinage de
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précision est nécessaire pour obtenir une bonne qualité du scellage lorsque ce dernier est effectué à la flamme au gaz.
Les tenons usinés ont été utilisés antérieurement pour obtenir le degré de précision re- quis dans les tubes d'image de la télévision en couleurs. Ces tenons usinés présentent un corps lourd apte à supporter la charge envisagée sans engendrer des tensions inutiles dans le verre, cependant ces te- nons sont extrêmement coûteux en ce qui concerne leur fabrication, leur vérification et leur montage avec la précision requise dans les objets en verre envisagés.
L'invention permet d'éliminer les désavan- tages des structures de support antérieures,
Un objet de la présente invention est de procurer une structure de support perfectionnée peur un élément d'électrode démontable d'une dimension et d'un poids considérables et qui est exactement alignée à l'intérieur d'un objet creux en verre, tel qu'une enveloppe de tube d'image polychrome.
Un autre objet de la présente invention est de procurer un élément: de support pouvant être formé par pressage, avec précision, à partir d'une tôle, un tel élément de montage étant plus particulièrement ap- proprié pour être utilisé en série afin de supporter un élément de con' trôle à rayons électroniques de dimensions élevées, disposé avec pré- cision dans une enveloppe de tube à rayons cathodiques de manière à pouvoir être démonté et remis en plaça.
Un autre objet de la présente invention est de procurer un tenon formé par pressage qui peut être réalisé rapidement et qui est destiné à être fixé à une surface en verre par un chauffage contrôlé, afin de faciliter son scellage thermique au moins partiellement à l'intérieur et sous la surface du verre, sans engendrer des tensions nuisibles dans la dite surface de manière à obtenir un support permanent et du- rable pour un masque perforé contrôlant les couleurs.
Un autre objet de la présente invention est de procurer une pla- que de vision creuse en verre pour une enveloppe de tube à rayons ca- thodiques destinée à la réception de télévision en couleurs, cette plaque de vision étant munie d'une série de tenons métalliques identi- ques en forme de cuvette, espacés les uns des autres, ayant une paroi d'une épaisseur uniforme et qui sont plus particulièrement appropriés
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pour être chauffés par induction au moyen d'énergie électrique à haute* fréquence, afin que les tenons puissent être placés avec précision les uns par rapport aux autres pour supporter la charge.
Un autre objet de la présente invention est de procurer une pla- que de vision en verre pour une enveloppe de tube à image de télévi- sion en couleurs, la dite plaque de vision étant munie d'une série de tenons creux, en forme de cuvette, disposés avec précision dans la surface intérieure du flasque de la plaque et dans un plan qui est normal à l'axe du tube, afin de pouvoir soutenir l'électrode, contrô- lant les couleurs, amoviblement dans une position précise, les tenons présentant une paroi d'une épaisseur essentiellement uniforme sur tou- te leur étendue afin de pouvoir être chauffés par induction au moyen d'énergie électrique à haute fréquence pendant qu'ils sont scellés par fusion dans la surface en verre.
Un autre objet de la présente invention est de procurer un tenon métallique pouvant être scellé dans une surface en verre en un aligne- ment précis afin de supporter la charge, la cuvette intérieure du dit tenon présentant une dimension et une forme permettant d'obtenir un rapport avantageux entre tout le volume de la cuvette du tenon et le volume d'air emprisonné dans le scellage achevé, ce'qui est particu- lièrement avantageux pour le procédé de scellage métal-à-verre.
Une forme d'exécution, donnée à titre d'exemple non limitatif, est représentée aux dessins annexés, dans lesquels :
La fig. 1 est une vue en plan de la plaque de vision d'une enve- loppe de tube à rayons cathodiques, contenant une série de tenons con- formes à l'invention.
La fig. 2 est une coupe verticale partielle suivant la ligne 2-2 de la fig. 1 de la plaque de vision.
La fig. 3 est, à plus grande échelle, une coupe verticale partiel- le d'un tenon individuel du type courant, utilisé antérieurement pour le but envisagé.
La fig. 4 est une vue similaire à celle de la fig. 3 et illustre un tenon confirme à l'invention, scellé dans une paroi en verre.
La fig. 5 est une vue en perspective du tenon de la fig. 4 avant son scellage dans le verre.
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Bien que la présente invention soit décrite comme s'appliquant plus particulièrement à la fabrication d'une enveloppe de tube d'image de télévision en couleurs, il est évident que les principes de la pré- sente invention peuvent également être appliquées à la fabrication de nombreux autres types ou structures d'objets en verre rigides pré- formés sur ou dans lesquels il est envisagé ou nécessaire de monter une pièce indépendante d'une dimension et d'un poids substantiels, supportée par une série de tenons ou de supports fixés au verre dans une position précise les uns par rapport aux autres.
Dans une forme d'exécution préférée de la présente invention, la plaque de vision 10 d'un tube d'image à rayons cathodiques est munie d'un pnneau de vision convexe/concave 11 d'une courbure uniforme, et d'un tablier ou flasque annulaire 12 qui se termine par une surface de fixation plane annulaire 13, ainsi que représenté aux fig. 1 et 2. La plaque de vision 10 est, de préférence, de forme rectangulaire ou bien, alternativement, elle peut être de fourme circulaire, les deux formes étant courantes.
Une zone de cible ou d'écran 14 est prévue à la surface intérieu- re du panneau de vision 11, le dit écran étant formé par une couche de particules de phosphore, déposées en dessins tricolores répétés, et qui constitue la zone produisant l'image d'un tube à rayons cathodi- ques produisant des couleurs. Dans les tubes d'image en couleurs con- ventionnels il est courant de monter une structure d'électrode 20, à petites perforations et d'une grande dimension, telle qu'un masque d' ombre (représenté en traits interrompus à la fig. 2) à l'intérieur de l'enveloppe du tube. L'électrode doit être disposée avec une précision extrême, entre la zone d'écran 14 et un ou plusieurs émetteurs de rayons électroniques, dans' le col de !;.'enveloppe de tube (non-représen- té).
La structure 20 est disposée à un écartement précis à proximité de la zone d'écran de vision 14 pour contrôler le bombardement électro- nique des phosphores individuels produisant les couleurs. La structure
20 est généralement constituée par une mince feuille métallique perfo- rée 20a s'étendant sur toute la zone de vision du tube. La feuille per- forée est fixée à un élément ou cadre périphérique 20b relativement
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rigide. La structure 20 est généralement supportée amoviblement dans la plaque de vision au moyen d'une série de lames de ressort s'éten- dant tanentiellement et fixées au cadre périphérique 20b, chaque ressort étant muni d'une ouverture circulaire qui s'enclenche sur un tenon de montage 25.
Ainsi que représenté à la fig. 4, les tenons 25 sont constitués, chacun, par un corps 25a qui est de forme circulaire, prolongé par une partie troncônique 25b intégrée au corps qui s'étend radialement vers l'intérieur, dans le flasque 12 de la plaque de vision. La par- tie troncônique 25b est engagée par l'ouverture de la lame de res- sort, prévue à la périphérie de la structure d'électrode 20, afin de retenir cette dernière en un alignement précis par rapport à la zone de vision du tube.
Les fig. 1 et 2 représentent une série de quatre tenons 25 espa- ces les uns des autres et montés à l'intérieur du flasque de la pla- que de vision de manière pouvoir supporter une charge. Les tenons sont normalement disposés de manière à être décalés par rapport au centre, afin de garantir la remise en place précise de l'électrode 20.
La fig. 3 représente un tenon 30 utilisé antérieurement et muni d'un corps 30a extrêmement lourd et d'une partie troncônique 30c, un tel tenon étant muni d'une partie de montage inclinée 30b, noyée dans le verre, La partie de montage inclinée, ou tablier, présente un de- gré d'inclinaison plutôt critique pour une assise convenable. Un tel tenon, en raison de son poids variable, ne peut être fabriqué que par un usinage de précision ou par coulée et il ne peut normalement pas être formé à la presse à partir d'un alliage d'acide inoxydable, tel que celui utilisé couramment pour le but envisagé.
Le tenon 25 qui constitue l'objet de la présente invention, est représenté en détail à la fig. 4. Ce tenon est essentiellement muni . d'une paroi d'une épaisseur uniforme sur toute son étendue et il est spécialement approprié pour être formé par pressage à partir d'une simple tôle d'un alliage d'acier inoxydable. Le tenon 25 est muni d'un corps 25a circulaire ou en forme de disque, auquel est intégrée une partie troncônique 25b, fo:mant le support proprement dit, qui se ter- mine par une surface plane, parallèle à la partie 25a en forme de dis-
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que. La partie de montage 25c présente la forme d'uncylindre droit et son diamètre extérieur est unifornie et similaire à celui du corps 25a.
Le volume intérieur d'un tel tenon est considérablement plus élevé que celui des structures connues antérieurement; ce volume inté- rieur élevé réduit au minimum l'apparition de pressions internes lors du scellage à chaud du tenon dans une paroi en verre. Le tenon 25, en forme de cuvette, est, de préférence, non-perforé sur toute son éten- due. Il est en effet inutile de prévoir une ouverture axiale dans le nez ou la partie troncônique et destinée à empêcher l'apparition de pressions internes élevées pendant le scellage par fusion du tenon dans le verre.
De préférence, le tenon 25 est formé par un alliage d'acier ino- xydable tel que l'alliage "Sylvania n 4" ou un acier inoxydable sta- bilisé au titane, par exemple la qualité "n 430", une telle matière présentant un coefficient d'expansion thermique d'environ 90 x 10-7cm/ cm/ C entre 0 et 300 C. Les deux métaux peuvent être facilement scel- lés à des verres "Kimble TM-5 ou KG12". Toutes les parties du tenon présentent une paroi d'une épaisseur identique, comprise, de préféren- ce, entre environ 0,503 et 1,778 mm. Les essais entrepris avec un tel tenon en utilisant des parois de différentes épaisseurs, prouvent qu' une paroi d'une épaisseur d'environ 0,762 mm est avantageuse pour des tenons qui doivent supporter un masque d'ombre d'un tube d'image en couleurs rectangulaire d'une dimension de 584 mm.
La partie de montage cylindrique 25c doit présenter, de préférence, deux fois la longueur axiale de la partie troncônique 25b. Le degré d'inclinaison de la par- tie 25b peut être modifié suivant les besoins ; cependant on a pu constater qu'un degré d'inclinaison d'environ 12 de côté est préféra- ble. Le degré d'inclinaison précis dcit être contrôlé dans les limi- tes envisagées, afin de pouvoir enclencher cette partie dans l'ouver- ture du ressort du cadre du masque d'ombre.
De préférence, le tenon est monté de manière que sa partie tron- cônique 25b soit aspirée par vide dans une cavité de forme correspon- dante d'un support (non-représenté) afin de pouvoir être maintenue pendant le montage. La paroi en verre dans laquelle le tenon doit être inséré est, de préférence, préchauffé à une température d'environ
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200 à 210 C ou plus, Ensuite, le tenon 25 est chauffe par induction en utilisant un enroulement de chauffe à haute fréquence qui entoure le dit tenon afin de le chauffer rapidement à une température d'envi- ron 1150 C.
Lorsque le tenon atteint la température appropriée, il est enfoncé dans le verre de manière que sa partie de montage 25c se place sous la surface du verre, la température élevée du tenon entraî- nant une réduction de la viscosité du verre en contact avec le dit tenon, Le tenon est enfoncé à sa position finale ou presque finale et, en cas de besoin, il est légèrement retire mécaniquement afin d'obte- nir que le verre s'applique convenablement autour des surfaces de con-. tact. En continuant le chauffage du tenon pendant une courte période, : il est généralement possible de garantir que le verre s'adapte inti- mement au tenon du fait que sa viscosité est réduite.
Lors du processus de scellage à haute fréquence, la chaleur, ap- ; pliquée au tenon, reste relativement constante pendant tout le cycle de scellage. La température de la partie du tablier du tenon et qui est noyée dans le verre est fortement réduite lorsque le tenon est mis! en contact avec le verre, toutefois, bien qu'elle soit noyée dans le : verre, cette section du tenon reste dans le champ à haute fréquence et est soumise aux conditions de chauffage auxquelles elle est soumise', avant son insertion.
Le verre absorbe la chaleur du tenon et empêche que le tablier du tenon ne se réchauffe à la température de la section; qui n'est pas en contact avec le verre, Additionnellement à la cha- leur transmise au verre par conduction, une quantité considérable de la chaleur est transmise au verre dans la cuvette du tenon, et ce, par radiation à partir du tenon.
La viscosité du verre, contenu dans la cuvette du tenon, décroit légèrement, tandis que la viscosité du verre à l'endroit de la face de contact du tenon est notablement réduite. Cette viscosité réduite du verre dure pendant tout le temps que le tenon est chauffé par l' énergie électrique à haute fréquence,
Immédiatement après l'insertion, lorsque la viscosité du verre a été suffisamment réduite, la pression de l'air, emprisonné dans la cu- vette du tenon, fait circuler le verre visqueux le long des surfaces noyées du tablier du tenon, La bulle d'air incluse se dilate par le
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déplacement du verre jusqu'au moment où l'équilibre est atteint et où ' la pression d'air de la bulle est réduite et équilibrée par la résis- tance à la circulation du verre.
Il f'aut veiller que la bulle d'air se trouve dans la cuvette du tenon, de manière à obtenir les proprié- tés thermiques et mécaniques voulues du scellage verre-à-métal.
Plus le rapport entre tout le vclume de la cuvette du tenon et le volume du verre à l'intérieur de la cuvette est élevé lors-que la pénétration atteint toute sa profondeur, plus faible est la pression qui découle de l'air emprisonné, tenant à provoquer une circulation du verre chaud' ou en déplacement de ce dernier pendant le scellage.
Additionnellement, la longueur du tablier du tenon et qui peut modi- le fier la longueur du trajet du verre en circulation, affecte également/ déplacement du verre. Ces deux facteurs doivent être équilibrés par une réalisation appropriée du tenon, afin d'obtenir la forme et la qualité voulues du scellage.
De ce fait, le tenon réalisé cor.formément à la présente invention donne moins lieu à une circulation nuisible du verre à partir ou dans la cuvette du tenon et à moins de problèmes pour le scellage que les tenons de construction antérieure, Cette circulation réduite du verre accroît le contrôle du processus de scellage en ce qui concerne la dimension de la bulle et le contour du scellage obtenu.
En outre, l'angle d'inclinaison du tablier des tenons antérieurs et qui a été considéré comme critique pour les différents processus de scellage, tels que le scellage au gaz, est éliminé.
Additionnellement, le tenon conforme à l'invention est approprié pour être formé par pressage à partir d'une tôle en un alliage du ty- pe "Sylvania n 4" ou un alliage "n 430" d'acier inoxydable ayant une épaisseur d'environ 0,508 à 1,778 mm, une telle réalisation par pressage étant beaucoup moins coûteuse que l'usinage actuel. Le volu- me total de la cuvette par rapport au volume d'air emprisonné lorsque la pénétration atteint toute sa profondeur, est une caractéristique importante du tenon conforme à l'invention. Il est préférable que le volume total de la cuvette ne soit pas supérieur à trois fois le volu- me de l'air inclus, de manière à obtenir un scellage d'une résistance optimum.
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Le volume supérieur de l'air emprisonné dans le tenon conforme à l'invention est particulièrement avantageux, étant donne qu'il ré- duit au minimum l'apparition de pressions internes élevées qui sont engendrées pendant le scellage thermique du tenon dans le verre. La pression interne, engendrée pendant le scellage, est insuffisante pour donner lieu à des poches profondes et/ou irrégulières dans le verre et qui peuvent engendrer un scellage non-uniforme et des tensions rési- duelles qui peuvent provoquer le bris du scellage verre-3-métal en entraînant ainsi la perte d'un tube de grande valeur, soit pendant son traitement ou son installation dans un récepteur, soit pendant son aervice.
Le volume interne du tenon conforme à l'invention est deux fois aussi élevé que celui desstructures antérieures, afin de réduire au minimum les effets nuisibles provenant des pressions internes ex- cessives.
Différentes modifications peuvent être apportées à l'objet de la présente invention sans sortir du cadre de cette dernière.