EP0435722B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Formen eines Blechzuschnittes insbesondere zur Herstellung einer Maske für eine Kathodenstrahlröhre - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Formen eines Blechzuschnittes insbesondere zur Herstellung einer Maske für eine Kathodenstrahlröhre Download PDF

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EP0435722B1
EP0435722B1 EP90403514A EP90403514A EP0435722B1 EP 0435722 B1 EP0435722 B1 EP 0435722B1 EP 90403514 A EP90403514 A EP 90403514A EP 90403514 A EP90403514 A EP 90403514A EP 0435722 B1 EP0435722 B1 EP 0435722B1
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punch
sheet
metal blank
deformable
peripheral
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Sollac SA
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    • H01J9/14—Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/10—Stamping using yieldable or resilient pads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B5/00—Presses characterised by the use of pressing means other than those mentioned in the preceding groups
    • B30B5/02—Presses characterised by the use of pressing means other than those mentioned in the preceding groups wherein the pressing means is in the form of a flexible element, e.g. diaphragm, urged by fluid pressure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J9/14—Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes
    • H01J9/142—Manufacture of electrodes or electrode systems of non-emitting electrodes of shadow-masks for colour television tubes

Definitions

  • the subject of the present invention is a method and a device for shaping a sheet blank, in particular for producing a cathode-ray tube mask.
  • the device described in the aforementioned application comprises a die and a punch subjected to the action of a press, the die and the punch being made of a deformable material, a member for clamping the peripheral part of the sheet blank, means to exert a mechanical action on the clamping member by bringing the opposite elements closer to said clamping member, means of relative movement of the clamping member and complementary means for controlling the buckling and falling of the peripheral part of the sheet blank along the side walls of the punch or of the die in order to obtain the fallen edge.
  • the action exerted by the press only applies to a central part of the punch and the sheet blank is held peripherally by the clamping member which generates mechanical tensions in the sheet blank during the shaping of the fallen edge.
  • the buckling and falling of the peripheral part of the sheet blank are caused by a deformable peripheral blade.
  • the devices necessary for producing the cathode ray tube mask are relatively complex and fragile.
  • the object of the invention is to provide a method of shaping a sheet metal blank making, in a single operation, the curve of the central part and the falling or lifting of the peripheral zone of the sheet blank without deforming the network of perforations, while avoiding the aforementioned drawbacks.
  • the edge of said peripheral free part remains in abutment on inclined faces of the 'forming body.
  • the subject of the invention is also a device for shaping a sheet blank, in particular for producing a cathode-ray tube mask, on a press comprising a deformable matrix and a punch subjected to a pressure force, the punch and the matrix made of a deformable material being arranged on a cavity and cooperating to form the curve of the cathode ray tube and means for falling the peripheral free part of the sheet blank along the side walls of the punch in order to obtain the final fallen edge, characterized in that the punch comprises a base deformable, a substantially rectangular peripheral rigid belt, a substantially parallelepipedal sole and cushion deformable in incompressible elastic material contained in the punch belt, said base of the punch being subjected over its entire surface to a pressing force and the means for folding down the part free peripheral of the sheet blank include a peripheral forming member and a deformable ring of an incomprehensible elastic material, the deformation of which by the peripheral forming member pushes on the peripheral free part of the sheet blank and controls the bending
  • Fig. 1 represents a sheet blank 1 of very small thickness from which a cathode-ray tube mask is produced.
  • This sheet metal blank 1 comprises a central part 1a provided with a network 2 of perforations, a peripheral part 1b comprising in the corner areas notches 2a to facilitate the falling of the edge and thus eliminate the excess material due to said falling from the edge.
  • the mask produced after forming has a central curved part and a raised peripheral part 1b known as the dropped edge as it appears in FIG. 2, allowing the shape of the curved.
  • the shaping device shown in FIG. 3 to make, for example, a cathode-ray tube mask comprises a matrix 11 composed of a flat bottom sole 10 on which a matrix bottom 9 rests.
  • This matrix bottom 9 has at its upper part a shape imprint 12 on the surface of which is distributed a series of calibrated shims 13.
  • the shaping device comprises an upper part 14 of a deformable matrix of elastic material which rests by its peripheral part on the edge 15 of the form imprint 12.
  • the lower surface of the upper part 14 of the matrix is in contact, by means of a support 16a, with a rod 16 connected for example to the piston 17 of a jack.
  • the forming device also consists of a punch 20 comprising a punch sole 21, a deformable cushion 22 made of incomprehensible elastic material, a deformable base 24 disposed below the cushion 22 and a substantially rectangular peripheral rigid belt 25 containing said cushion 22.
  • the base 24 of the punch 20 is subjected to pressure by means of the deformable cushion 22, itself subjected to pressure by pressure means 27 by means of the sole 21 of the punch.
  • the upper surface of the upper part 14 of the die is planar while the surface in contact with the sheet blank 1 of the base 24 of the punch 20 is curved according to a curve identical to the finished part to obtain
  • the upper part 14 of deformable matrix and the base 24 of the punch 20 have a shape for example lenticular which, taking into account a determined load distributed over the surface 28 of the base 24 of the punch 20 and the laws of mechanical deformation materials from which they are made, allows to obtain a curve of the sheet blank 1 without damaging the network 2 of perforations constituting the grid of the mask of the cathode ray tube.
  • the belt 25 of the punch 20 is a rectangular frame which has a "T" shaped section, the core 25a of which covers the deformable cushion 22.
  • the core 25a has on its internal face a profile 25b to influence the load exerted and on which the peripheral part of the deformable cushion 22 slides and the external face 25c of said core 25a forms the side wall of the punch 20.
  • This outer face 25c may include reliefs 29, for example of substantially conical shape.
  • the shaping device also comprises around the punch 20 and the upper part 14 of the die, a peripheral forming member designated as a whole by the reference 30 (Fig. 3).
  • the forming member 30 consists of two superimposed frames (31, 32), a rectangular upper frame 31 having on its internal wall a shoulder 33 for fitting and centering the sheet blank 1 and inclined faces 34 forming a means substantially pyramidal support and sliding, edge of the peripheral free part 1b of the sheet blank 1, and a lower frame 32 comprising a groove 35 formed in front of the upper frame 31 and into which is inserted a deformable ring 36 made of incomprehensible elastic material for shaping the part free peripheral 1b of the sheet blank 1, as will be seen later.
  • the upper frame 31 has an internal clearance 37 on which the belt 25 is in elastic support by means of a peripheral pressure means 38 formed for example by springs.
  • the lower frame 32 can be linked to the bottom of the matrix 9 and to the lower sole 10 to form a block.
  • the incompressible elastic deformable materials constituting the cushion 22 and the ring 36 may be composite materials, natural or synthetic and in particular polymers, polyurethanes of hardnesses which may be different; the materials constituting the cushion and the ring are not necessarily the same.
  • the cushion 22 and the ring 36 can be made of different materials.
  • the deformable ring 36 has been shown below the sheet blank 1 which leads to a lifting of the edge, but it is obvious that it is possible to design a symmetrical version in which the edge is folded down using a deformable ring 36 disposed above the blank and which is imparted a downward movement.
  • the sheet blank 1 is formed as follows.
  • the retractable rod 16 is held in the high position by the piston 17 which prevents any deformation of the upper part 14 of the matrix.
  • the retractable rod 16 is unlocked and, still under the action of the press slide, and by means of the deformable cushion 22, a shape is determined, according to a curve determined by the defined characteristics of the base 24 of the punch 20, the upper part 14 deformable of the matrix, of the cavity 12 of the bottom of the matrix 9 provided with calibrated shims 13, the central part 1a of the sheet blank 1 by deforming the assembly: base 24 of the punch, sheet blank 1a and part upper matrix 14 (Figs 5 and 6), the average fiber of the sheet blank 1 being placed in a determined position relative to the neutral fiber of said assembly, the base 24 of the punch 20 then regaining its initial curved shape.
  • the load exerted by the punch 20 is uniformly distributed over the entire surface of the base 24 of the punch 20 by means of the cushion 22.
  • the upper frame 31 fits into the lower frame 32 and compresses the ring deformable 36.
  • This ring 36 is deformed and inserted into the space between the internal inclined face 34 of the upper frame 31 and the external face 25c of the belt 25 of the punch 20 which gives an upward movement to the free peripheral part 1b of the blank sheet metal 1.
  • the upper part of the device is reassembled so that the ring 36, the cushion 22, the base 24 of the punch and the upper part 14 of the die return to their initial position as shown in FIG. 7.
  • the number, the distribution, the size and the shape of the ribs 40 formed by the reliefs 29 are determined so as to absorb the excess length corresponding to the variation in length of the fallen edge generated during its production.

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Claims (16)

  1. Verfahren zur Formung eines Blechzuschnitts (1), insbesondere zur Herstellung einer Maske einer Kathodenstrahlröhre auf einer Presse, bei welchem
       der Belchzuschnitt (1) zwischen einem verformbaren Stempel (20) und einer verformbaren Matrize (11) angeordnet wird,
       der Mittelteil (1a) des Blechzuschnitts (1) zwischen dem verformbaren Stempel (20) und der verformbaren Matrize (11) geklemmt wird,
       der Mittelteil (1a) des Blechzuschnitts (1) gemäß einer bestimmten Rundung geformt wird, indem der Stempel und die Matrize unter der Einwirkung einer Druckkraft so verformt werden, daß die Mittelfaser des Mittelteils (1a) des Blechzuschnitts (1) in einer bestimmten Lage in Bezug auf die neutrale Faser des Aufbaus aus Stempel, Blechzuschnitt und Matrize angeordnet wird,
       der freie Randabschnitt (1b) des Blechzuschnitts (1) zur Gewinnung eines Sturzsaums gestürtzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß
       die Basis (24) eines verformbaren und gerundeten Stempels (20) abgeflacht wird, indem der auf die horizontale Ebene eines ebenfalls verformbaren oberen Teils (14) der Matrize gelegte Mittelteil (1a) des Blechzuschnitts (1) geklemmt wird,
       der Mittelteil (1a) des Blechzuschnitts unter der Wirkung einer Belastung, die über die gesamte Fläche eines Stempels (20) verteilt ist, der, in eine Aufnahme (12), den oberen Teil (14) der Matrize, den Blechzuschnitt (1) verformt, und daß nach dem Formen der Rundung des Mittelteils (1a) des Blechzuschnitts (1), wobei die Basis (24) des Stempels (20) wieder die Ausgangswölbung annimmt,
       eine mechanische Einwirkung auf ein Randformungselement (30) ausgeübt wird, derart, daß ein verformbarer Ring (36) aus inkompressiblem elastischem Material gepreßt wird,
       der Ring (36), der so nur gegen den freien Randteil (1b) des Blechzuschnitts (1) anliegt, zur Erzeugung einer gesteuerten Biegung des freien Teils (1b) verformt wird und, weiterhin unter der Wirkung des Ringes (36), der freie Randteil (1b) des Blechzuschnitts (1) zur Ausbildung des Sturzsaumes an die Seitenwände des Stempels (20) angelegt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Anlegen des freien Randteils (1b) des Blechzuschnitts (1) gegen die Wände des Stempels (20), insbesondere zum Kompensieren der auf die Rundung des Mittelteils (1a) des Blechzuschnitts (1) zurückgehenden Längenänderung des zwischen den Winkelzonen gelegenen Sturzsaums
       eine Reihe von Rippen auf dem Sturzsaum des Blechzuschnitts (1) erzeugt werden, deren Anzahl, Verteilung, Abmessung und Form so bestimmt werden, daß der Längenüberschuß aufgenommen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Zuge der Biegung des freien Randteils (1b) des Blechzuschnitts (1) durch den verformbaren Ring (36) aus inkompressiblem elastischem Material der Rand des freien Randteils (1b) gegen geneigte Flächen (34) des Formungselements (30) aufruht.
  4. Vorrichtung zur Formung eines Blechzuschnitts, insbesondere zur Herstellung einer Maske einer Kathodenstrahlröhre auf einer Presse mit einer verformbaren Matrize (14) und einem Stempel (20), die einer Druckkraft unterworfen sind, wobei der Stempel und die Matrize, die aus verformbaren Material hergestellt sind, über einer Aufnahme (12) angeordnet sind und zur Formung der Rundung der Kathodenstrahlröhre zusammenwirken, und mit Mitteln (30, 36) zum Stürzen des freien Randteils (1b) des Blechzuschnitts (1) längs Seitenwänden des Stempels (20) zur Fertigstellung des Sturzsaums, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (20) eine verformbare Basis (24), einen starren Randgürtel (25), eine Druckplatte (21) und ein im wesentlichen parallelepipedisches verformbares Kissen (22) aus inkompressiblem elastischem Material, das im Gürtel (25) des Stempels (20) enthalten ist, aufweist, wobei die Basis (24) des Stempels (20) auf ihrer gesamten Oberfläche einer Druckkraft unterworfen ist und die Mittel zum Umschlagen des freien Randteils (1b) des Blechzuschnitts (1) ein randseitiges Formungselement (30) und einen verformbaren Ring (36) aus inkompressiblem elastischem Material umfassen, dessen Verformung durch das randseitige Formungselement (30) einen Durck auf den freien Randteil (1b) des Blechzuschnitts (1) ausübt und die Biegung des freien Randteils (1b) diesen gegen die Seitenwände des Stempels (20) legend steuert.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen verformbaren inkompressiblen Materialien, die das Kissen (22) und den Ring (36) bilden, natürliche oder synthetische Verbundwerkstoffe, insbesondere Polymere, Polyuretane gegebenenfalls verschiedener Härte sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen (22) und der Ring (36) aus verschiedenen Materialien sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Oberfläche des Blechzuschnitts (1) in Berührung stehende Unterseite (28) der Basis (24) des Stempels (20) eine Rundung hat, die identisch mit derjenigen des zu gewinnenden Fertigteils ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Basis (24) des Stempels (20) und der obere Teil (14) der Matrize eine im wesentlichen linsenförmige Form haben.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das randseitige Formungselement (30) aus zwei übereinanderliegenden Rahmen gebildet ist, einem im wesentlichen rechteckigen oberen Rahmen (31) und einem ebenfalls im wesentlichen rechteckigen unteren Rahmen (32), der eine Kehle (35) aufweist, in welche der verformbare Ring (36) aus elastischem Material eingesetzt ist, wobei der obere Rahmen (31) sich in den unteren Rahmen (32) legt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rahmen (31) eine innere Schulter (33) zum Einschachteln und Zentrieren des Randes des Blechzuschnitts (1) aufweist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Rahmen (31) geneigte Innenflächen (34) aufweist, die im wesentlichen pyramidenförmige Anlage- und Gleitmittel für den Rand des freien Randteils (1b) des Blechzuschnitts (1) bilden.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der untere Rahmen (32) mit einer unteren Druckplatte (10), die den Boden der Matrize (9) abstützt, fest verbunden ist.
  13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Gürtel (25) des Stempels (20) einen T-förmigen Querschnitt hat, dessen Steg (25a) das aus elastischem Material bestehende verformbare Kissen (22) des Stempels (20) umhüllt, wobei der Gürtel (25) über randseitige Druckmittel (38) elastisch gegen eine Ausnehmungsstufe (37) des oberen Rahmens (31) des Formungselements (30) anliegt.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenfläche (25b) des Steges (25a) des Gürtels (25) ein Profil aufweist, auf welchem der Randteil des aus elastischem Material bestehenden verformbaren Kissens (22) des Stempels (20) gleitet.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche (25c) des Steges (25a) des Gürtels (25) Reliefs (29) aufweist.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme (12) des Bodens (9) der Matrize (11) über ihre Fläche verteilt eine Reihe von kalibrierten Unterlegteilen (13) aufweist.
EP90403514A 1989-12-18 1990-12-10 Verfahren und Vorrichtung zum Formen eines Blechzuschnittes insbesondere zur Herstellung einer Maske für eine Kathodenstrahlröhre Expired - Lifetime EP0435722B1 (de)

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