DE3880485T2

DE3880485T2 - METHOD AND DEVICE FOR THE PRODUCTION OF CATHODE RAY TUBES PROVIDED WITH TENSIONED MASKS.

Info

Publication number: DE3880485T2
Application number: DE88905282T
Authority: DE
Inventors: W Dougherty; James Fendley; John Jarosz; L Kraner; Paul Strauss
Original assignee: Zenith Electronics LLC
Current assignee: Zenith Electronics LLC
Priority date: 1987-05-18
Filing date: 1988-05-18
Publication date: 1993-11-04
Anticipated expiration: 2008-05-19
Also published as: KR890702230A; HK94193A; JPH02503610A; NO890202D0; CA1316977C; WO1988009561A1; BR8807510A; DE3880485D1; ATE88595T1; EP0355124B1; EP0355124A1; NO890202L

Abstract

This invention relates to a reusable factory fixture frame (82) and process for using same in the manufacture of a color cathode ray tube (20) having a flat faceplate (24) and a tensed foil shadow mask (50). The frame provides for mounting an in-process shadow mask during photoexposure of an in-process faceplate in a lighthouse (122). The frame (82) comprises generally rectangular frame means and quick-release mechanical mask-retaining means (88) for temporarily and removably supporting an in-process shadow mask in tension. The frame (82) includes a generally rectangular frame structure having grooves (24) thereabout for receiving an edge (26) of the shadow mask. The mask retaining means (88) may comprise spring-loaded mechanical mask-retaining devices (18) which are secured to the side of the factory fixture frame or quick-release mechanical spring clips (34) for temporarily and removably supporting the in-process shadow mask in tension in the grooves. Alternatively at least one elongate rod-like (28) member extending lengthwise of and complementarily mating with the grooves in the frame structure may be employed for temporarily and removably supporting an in-process shadow mask in tension. The shadow mask is heated and allowed to expand prior to being temporarily and removably supported on the frame, and the shadow mask is allowed to cool and shrink in tension while so being supported to effect tensing of the shadow mask in clamped condition on the frame. Preferably, the frame has at least first six-point indexing means (132) on a first side (84) for registration with complementary registration-affording means (134) on an exposure lighthouse (122), and second six-point indexing means (136) on a second, opposed side (118) for registration with complementary registration-affording means (138) on an in-process faceplate (120). As a result, the in-process shadow mask can be precisely registered and re-registered with the lighthouse (122) and the in-process faceplate (120) for the photoexposure of the in-process faceplate while retaining the in-process shadow mask in tension.

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Farbkathodenstrahlbildröhren und ist besonders auf verbesserte Fabrikeinrichtungen und Verfahren zur Herstellung von Röhren mit gespannten Folienlochmasken ausgerichtet. Farbbildröhren mit gespannten Folienlochmasken verschiedener Arten können durch dieses Verfahren hergestellt werden, einschließlich den im Heimunterhaltungsbereich verwendeten Fernsehempfängern. Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders wertvoll bei der Herstellung von Röhren mit mittlerer, hoher und ultra-hoher Auflösung, die für Farbbildschirme bestimmt sind.This invention relates to color cathode ray tubes and is particularly directed to improved facilities and processes for manufacturing tensioned foil aperture tubes. Color tensioned foil aperture tubes of various types can be manufactured by this process, including television receivers used in the home entertainment field. The process of the invention is particularly valuable in the manufacture of medium, high and ultra-high resolution tubes intended for color display screens.

Die Verwendung des Typs einer gespannten, flachen Folienmaske und einer flachen Frontscheibe bringt viele Vorteile mit sich gegenüber der herkömmlichen, gewölbten Lochmaske und der dementsprechend gebogenen Frontscheibe. Der größte Vorteil dabei ist eine höhere Nennbelastbarkeit, die eine bis zu dreifache Verbesserung der Schärfe ermöglicht. Die herkömmliche, gebogene Lochmaske, die nicht unter Spannung steht, neigt in Bildbereichen mit hoher Schärfe, an denen die Intensität des Elektronenstrahlbeschusses am größten ist, zu "wölben". Es ergeben sich Farbunreinheiten, da die Maske sich näher zur Frontscheibe hin bewegt und da die Öffnungen, durch die die Strahlen hindurchtreten sich aus der Paßgenauigkeit mit ihren zugeordneten Leuchtstoffelementen an der Frontscheibe bewegen. Die gespannte Maske verzerrt wenn sie erwärmt wird in einer ganz anderen Weise als die herkömmliche Maske. Wenn die gesamte Maske gleichmäßig einer Erwärmung ausgesetzt wird, so entsteht solange keine Wölbung und keine Verzerrung, bis die Spannung komplett verloren gegangen ist; kurz vor diesem Moment, kann es in den Ecken zu Faltenbildung kommen. Wenn nur Teilbereiche der Maske einer Erwärmung ausgesetzt werden, so dehnen sich die erwärmten Bereiche aus und die nicht erwärmten Bereiche ziehen sich zusammen, was Verschiebungen innerhalb der Ebene der Maske zur Folge hat, d.h. die Maske bleibt flach.The use of a tensioned flat foil mask and a flat front panel has many advantages over the conventional curved shadow mask and the corresponding curved front panel. The greatest advantage is a higher power rating, which allows for up to a three-fold improvement in sharpness. The conventional curved shadow mask, which is not under tension, tends to "bulge" in areas of the image with high sharpness where the intensity of the electron beam bombardment is greatest. Color impurities result because the mask moves closer to the front panel and because the openings through which the beams pass move out of register with their associated phosphor elements on the front panel. The tensioned mask distorts when heated in a very different way than the conventional mask. If the entire mask is evenly heated, there is no bulge or distortion until the tension is completely lost; Shortly before this moment, wrinkles may form in the corners. If only parts of the mask are exposed to heating, the heated areas expand and the unheated areas contract, which results in shifts within the plane of the mask, i.e. the mask remains flat.

Die gespannte Folienlochmaske ist ein Teil der Vorderseiteneinrichtung der Kathodenstrahlröhre, und sie befindet sich naher Umgebung zur Frontscheibe. Die Vorderseiteneinrichtung umfaßt die Frontscheibe mit ihrem Leuchtschirm, der aus Ablagerungen lichtemittierender Leuchtstoffe besteht, eine Lochmaske und eine Trageeinrichtung für die Maske. Wie hier verwendet, hat der Begriff "Lochmaske" die Bedeutung einer mit Öffnungen versehenen Metallfolie, die z.B. eine Dicke von ungefähr 25 Mikrometern (0,001 Inch) oder weniger aufweist. Die Maske muß unter hoher Spannung mit einem vorher bestimmten Abstand zur inneren Oberfläche der Frontscheibe der Kathodenstrahlröhre befestigt werden; dieser Abstand ist als "Q- Abstand" bekannt. Wie im Fach bekannt ist, arbeitet die Lochmaske als Farbauswahl-Elektrode oder als Parallaxe-Grenze, wodurch sichergestellt wird, daß jeder der drei Elektronenstrahlen nur auf seinen ihm zugeordneten Leuchtstoffablagerungen landet.The tensioned foil shadow mask is part of the front end assembly of the cathode ray tube and is located in close proximity to the faceplate. The front end assembly includes the faceplate with its phosphor screen made of deposits of light-emitting phosphors, a shadow mask and a support for the mask. As used herein, the term "shadow mask" means an apertured metal foil having a thickness of, for example, about 25 micrometers (0.001 inch) or less. The mask must be secured under high tension at a predetermined distance from the inner surface of the faceplate of the cathode ray tube; this distance is known as the "Q-distance." As is known in the art, the shadow mask functions as a color selection electrode or parallax barrier, ensuring that each of the three electron beams lands only on its associated phosphor deposits.

Das herkömmliche Verfahren zum Ablagern farbiger Muster von Leuchtstoffelementen auf der Abschirmoberfläche einer Farbildröhren-Frontscheibe verwendet das bekannte Bildabschirmverfahren. Eine Lochmaske, die im wesentlichen als eine perforierte optische Schablone arbeitet, wird in Verbindung mit einer Lichtquelle verwendet, um in aufeinanderfolgenden Schritten drei diskrete lichtempfindliche Photoresistmuster auf der Bildabschirmoberfläche zu belichten. Die Lochmaske ist üblicherweise an jede Frontscheibe "angepaßt"; d.h. dieselbe Maske wird bei der Herstellung einer speziellen Röhre das ganze Produktionsverfahren hindurch verwendet und wird bei der Endmontage dauerhaft in die Röhre eingebaut. In dem Standardabschirmverfahren sind mindestens vier Einsetzungen und vier Auslösungen der Maske notwendig sowie sechs Belichtungen. Bei bestimmten Verfahren kann für das Belichten der Photoresistmuster ein "Bezugsformstück" an Stelle der angepaßten Lochmaske verwendet werden.The conventional method for depositing colored patterns of phosphor elements on the shielding surface of a color picture tube faceplate uses the well-known image shielding process. A shadow mask, which essentially acts as a perforated optical stencil, is used in conjunction with a light source to expose three discrete light-sensitive photoresist patterns on the image shielding surface in sequential steps. The shadow mask is usually "matched" to each faceplate; that is, the same mask is used throughout the production process in the manufacture of a particular tube and is permanently incorporated into the tube during final assembly. In the standard shielding process, at least four insertions and four removals of the mask are necessary, as well as six exposures. In certain processes, a "master mold" may be used to expose the photoresist patterns instead of the matched shadow mask.

Es gibt eine Anzahl von Darstellungen über gespannte Folienmasken und Einrichtungen, die dazu dienen, die Maske unter Spannung zu bringen und die Maske unter Spannung zu halten. Eine für diese Offenbarungen typische, ist die von Law in dem U.S. Patent Nr. 2.625.734, welche sich auf die Bauweise einer gespannten Foramen- Lochmaske bezieht. Eine Folienmaskenfläche wird locker in einem zweiteiligen Rahmen befestigt, und die Maske wird durch das heiße Blockverfahren ausgedehnt. Maschinenschrauben an den Außenseiten des Rahmens sorgen dafür, daß die Maske fest in den Rahmen geklemmt wird, wenn sich die Maske in ihrem ausgedehnten Zustand befindet. Die Maske wird nach dem Kühlen straff, da sie durch ihre Eingeschloßenheit in den Rahmen daran gehindert ist, ihre vorherigen Ausmaße wieder anzunehmen. Der Rahmen mit der eingeschlossenen Maske wird mit dem leuchtstofflagerndem Schirm als eine unitäre Einrichtung angrenzend an die innere Oberfläche der Frontscheibe befestigt. Law stellt in dem U.S. Patent Nr. 2.654.940 auch eine Einrichtung zum Ausdehnen und Einschließen von Masken in Rahmen dar, die aus Drahtgeflechten gebildet sind.There are a number of disclosures of tensioned film masks and means for applying tension to the mask and maintaining the mask in tension. Typical of these disclosures is that of Law in U.S. Patent No. 2,625,734 which relates to the construction of a tensioned foramen aperture mask. A film mask surface is loosely secured in a two-piece frame and the mask is expanded by the hot block process. Machine screws on the outsides of the frame ensure that the mask is firmly clamped into the frame when the mask is in its expanded state. The mask becomes taut after cooling because its confinement in the frame prevents it from returning to its previous dimensions. The frame with the confined mask is secured to the phosphor-bearing screen as a unitary device adjacent to the inner surface of the front panel. Law in U.S. Patent No. 2,625,734 discloses a method for constructing a tensioned foramen aperture mask. Patent No. 2,654,940 also discloses a device for expanding and enclosing masks in frames formed from wire mesh.

In dem U.S. Patent Nr. 4.591.344 an Palac, wird eine Methode zur Herstellung einer Farbkathodenstrahlröhre dargestellt, bei der ein Rahmen, auf welchen eine Lochmaske ausgebreitet ist, Feststellvorrichtungen besitzt, die mit Paßgenauigkeit leistenden Einrichtungen auf einer Frontscheibe zusammenwirken. Der Aufbau sorgt für vielfache paßgenaue Paarungen der Frontscheibe und der Maske während Bildabschirmvorgängen. In einem Verfahren zum Anbringen der Leuchtstoffelemente an die Bildabschirmoberfläche der Frontscheibe wird eine photographische Platte verwendet, um für ein auswechselbares Maskensystem zu sorgen; dies ersetzt die üblichere Methode, der Verwendung einer Schattenmaske, die dauerhaft mit einer Frontscheibe zusammenpaßt, und die während dem Bildabschirmverfahren als optische Schablone dient. Die Verschlußbereiche der Frontscheibe und des Rahmens werden in einem Vorgang der Endmontage in einer Weise verbunden, daß der Rahmen ein integrierter Bestandteil der Kathodenstrahlröhre wird.In U.S. Patent No. 4,591,344 to Palac, a method of manufacturing a color cathode ray tube is shown in which a frame on which a shadow mask is spread has locking means which cooperate with registration means on a faceplate. The structure provides for multiple registration matings of the faceplate and mask during image screening operations. In one method of attaching the phosphor elements to the image screening surface of the faceplate, a photographic plate is used to provide a replaceable mask system; this replaces the more common method of using a shadow mask which permanently mates with a faceplate and which serves as an optical template during the image screening process. The shutter areas of the faceplate and frame are in a final assembly process in such a way that the frame becomes an integral part of the cathode ray tube.

Ein Maskenpaßgenauigkeits- und Maskentragesystem für Kathodenstrahlröhren mit einer abgerundeten Frontscheibe mit einem Kragen, zur Befestigung an einen Trichter, wird durch Strauss in dem U.S. Patent Nr. 4.547.696 dargestellt. Der Kragen der Frontscheibe sorgt für den notwendigen Q-Abstand zwischen der Maske und dem Schirm. Ein Rahmen, der so bemessen ist, daß er den Schirm einschließt, umfaßt eine erste und eine zweite, mit einem Abstand zueinander angeordnete Oberfläche. Eine gespannte Folienlochmaske besitzt einen Außenbereich, der mit einer zweiten Oberfläche des Rahmens verbunden ist. Der Rahmen befindet sich in Paßgenauigkeit mit der Frontscheibe, durch Kugel- und Nuten- Feststellvorrichtungen. Die Lochmaske liegt zwischen dem Rahmen und einem Stabilisator- oder Verstärkungsstück. Nach der Endmontage wird der Rahmen dauerhaft in dem Röhrenkolben fixiert, und zwar zwischen den Verschlußflächen der Fronscheibe und einem Trichter, wobei ein Verstärkungsstück aus dem Rahmen in den Trichter vorsteht.A mask registration and mask support system for cathode ray tubes having a rounded faceplate with a collar for attachment to a funnel is shown by Strauss in U.S. Patent No. 4,547,696. The collar of the faceplate provides the necessary Q-spacing between the mask and the screen. A frame sized to enclose the screen includes first and second spaced surfaces. A tensioned foil shadow mask has an outer region connected to a second surface of the frame. The frame is in registration with the faceplate by ball and groove detents. The shadow mask lies between the frame and a stabilizer or reinforcement piece. After final assembly, the frame is permanently fixed in the tube bulb, between the closure surfaces of the front disc and a funnel, with a reinforcement piece protruding from the frame into the funnel.

In dem U.S. Patent Nr. 4.593.224 an Palac wird ein Lochmaskengestell mit der Form eines rechteckigen Rahmens dargestellt, zur Verwendung beim Spannen einer Produktionslochmaske und zum temporären Halten der Maske während diese unter Spannung steht. Eine mit Öffnungen versehene Folie, welche die Produktionslochmaske umfaßt, wird über die Öffnung in dem Rahmen gelegt und an den Rahmen durch Schweißen oder Löten befestigt. Der Koeffizient der thermischen Volumenausdehnung der Folie ist vorzugsweise gleich oder geringfügig niedriger als der des Rahmens. Ein Glasrahmen, der aus zwei identischen, rechteckigen Stücken besteht und der in seinem äußeren Umfang kleiner ist als der Metallrahmen, ist ebenfalls vorhanden. Beim Zusammenführen zu einem einzigen Rahmen, werden die Stücke zwischen der Frontscheibe der Röhre und dem Trichter plaziert, um bei der Endmontage einen integrierten Bestandteil des Röhrenkolbens zu bilden. Jedes der Stücke des Glasrahmens besitzt Feststellvorrichtungen; ein Stück zum Feststellen der Paßgenauigkeit mit der Frontscheibe und das andere Stück zum Feststellen der Paßgenauigkeit mit dem Trichter. Nach dem Auftragen einer Schicht von entglasendem Bindemittel in Pastenform auf die gegenüberliegenden Oberflächen der beiden Stücke, wird die in dem Metallrahmen gehaltene Maske zwischen die beiden Stücke gelegt. Beim Erwärmen der Konstruktion wird die Ausdehnung der Maske durch Schraubeneinrichtungen, die an dem Metallrahmen befestigt sind und die gegen die Außenseiten der Stücke drücken, aufgenommen. Als Folge darauf, daß nach dem Abkühlen der Konstruktion der Koeffizient der thermischen Volumenausdehnung der Maske größer ist als der des Glases, wird die Maske dauerhaft durch den Glasrahmen unter Spannung gehalten, durch das Mittel des gefritteten Bindemittels, welches durch die Wärme fest geworden ist. Der Bereich der Maske, der über die Außenseiten des Glasrahmens hervorsteht wird losgetrennt, um den Metallrahmen auszulösen. Der Glasrahmen mit seiner eingeschlossenen Maske wird dann zw Bildabschirmen der Frontscheibe auf einer Scheibenröhre befestigt, wobei die Paßgenauigkeit mit der Scheibenröhre und der Frontscheibe durch die beschriebenen Feststellvorrichtungen bereitgestellt wird.In U.S. Patent No. 4,593,224 to Palac, a shadow mask frame is shown in the form of a rectangular frame for use in tensioning a production shadow mask and temporarily holding the mask while it is under tension. An apertured film comprising the production shadow mask is placed over the opening in the frame and secured to the frame by welding or soldering. The coefficient of thermal expansion of the film is preferably equal to or slightly less than that of the frame. A glass frame consisting of two identical rectangular pieces which is smaller in its outer perimeter than the metal frame is also provided. When assembled into a single frame, the pieces placed between the front glass of the tube and the funnel to form an integral part of the tube bulb during final assembly. Each of the pieces of the glass frame has locking means; one piece for locking the fit with the front glass and the other piece for locking the fit with the funnel. After applying a layer of devitrifying bonding agent in paste form to the opposite surfaces of the two pieces, the mask held in the metal frame is placed between the two pieces. As the structure is heated, the expansion of the mask is taken up by screw means attached to the metal frame and which press against the outsides of the pieces. As a result of the coefficient of thermal volume expansion of the mask being greater than that of the glass after the structure has cooled, the mask is held permanently under tension by the glass frame by means of the fritted bonding agent which has been solidified by the heat. The portion of the mask which projects beyond the outside of the glass frame is severed to release the metal frame. The glass frame with its enclosed mask is then mounted on a window tube between the image shields of the front window, the fit between the window tube and the front window being provided by the locking devices described.

Ein Zeitschriftenartikel beschreibt eine Einrichtung zur Befestigung einer flachen, gespannten Maske an einen Rahmen, zur Verwendung in einer Farbkathodenstrahlröhre, die eine kreisförmige Frontscheibe mit einer gebogenen Bildoberfläche besitzt. In einem Ausführungsbeispiel wird die Maske, die ebenfalls kreisförmig ist, so beschrieben, daß sie an einen kreisförmigen Rahmen, bestehend aus einem 3,2 mm ( 1/8-Inch) Stahlteil, geschweißt ist. Der Rahmen mit der eingeschlossenen Maske wird mit einem Abstand zu einer Leuchtstoffpunkte-Platte befestigt, und diese Kombination wird als Paket angrenzend an die Frontscheibe in die Röhre eingebaut. ("Improvements in the RCA Three-Beam Shadow Mask Color Kinescope", von Grimes u.a., The IRE, Januar 1954; Dezimale Einordnung R583,6).A magazine article describes a device for attaching a flat, tensioned mask to a frame for use in a color cathode ray tube having a circular faceplate with a curved image surface. In one embodiment, the mask, which is also circular, is described as being welded to a circular frame made from a 3.2 mm (1/8-inch) steel piece. The frame with the enclosed mask is mounted at a distance from a phosphor dot plate and this combination is installed as a package in the tube adjacent to the front screen. ("Improvements in the RCA Three-Beam Shadow Mask Color Kinescope", by Grimes et al., The IRE, January 1954; decimal classification R583.6).

Das mehr dem Stand der Technik entsprechende U.S. Patent Nr. 3.894.321 an Moore, zeigt eine andere Verfahrenstechnik für Farbkathodenstrahlröhren-Frontscheiben, in Verbindung mit gespannten Lochmaske mit einer dünnen Folie. Eine Rahmen- Schraubzwinge hält eine gespannte Maske während der Scheibenröhrenbelichtung eines zugeordneüen Schirms. Die Frontscheibe ist in Paßgenauigkeit mit dem Maskentragerahmen durch eine Einrichtung mit drei Paßstiften, die aus der Scheibenröhre vorstehen und gegen die der Rahmen und die Frontscheibe durch die Schwerkraft vorgespannt werden. Die Frontscheibe und der Rahmen, beide auf die drei Scheibenröhrenstifte bezogen, werden dadurch aufeinander bezogen.More prior art U.S. Patent No. 3,894,321 to Moore shows another technique for color cathode ray tube faceplates, in conjunction with a tensioned shadow mask with a thin film. A frame clamp holds a tensioned mask during disk tube exposure of an associated screen. The faceplate is held in register with the mask support frame by a device having three registration pins projecting from the disk tube and against which the frame and faceplate are biased by gravity. The faceplate and frame, both referenced to the three disk tube pins, are thereby referenced to each other.

Im wesentlichen zielt diese Erfindung darauf ab, eine Einrichtung bereitzustellen, welche die Herstellung von Farbkathodenstrahlröhren mit gespannten Folienlochmasken dadurch erleichtert, daß eine verbesserte Befestigungseinrichtung bereitgestellt wird, die diese Herstellung besonders erleichtert.Essentially, this invention aims to provide a device which facilitates the manufacture of color cathode ray tubes with tensioned foil shadow masks by providing an improved fastening device which particularly facilitates such manufacture.

Die vorliegende Erfindung bietet somit einen fabrikgefertigten Befestigungsrahmen zum Befestigen einer Produktionslochmaske zur Verwendung bei der Herstellung einer Farbkathodenstrahlröhre, die mit einer flachen Frontscheibe und einer gespannten Folienlochmaske versehen ist, wobei die genannte Lochmaske eine vorbestimmte Anordnung von Öffnungen aufweist, und wobei die genannte Frontscheibe Paßgenauigkeit leistende Einrichtungen außerhalb der Röhre aufweist, wobei der genannte Rahmen eine allgemein rechteckige Rahmeneinrichtung besitzt, die eine zentrale Öffnung definiert, dem genannten Rahmen zugeordnete Feststelleinrichtungen, die auch direkt mit den Paßgenauigkeit leistenden Einrichtungen einer Produktionsfrontscheibe zusammenwirken können; ferner abnehmbare Einrichtungen zur Sicherung der Spannung der genannten Lochmaske an dem genannten Rahmen über die genannte Rahmenöffnung, wobei der Rahmen derart angepaßt ist, um temporäre Befestigung und Übertragung der Produktionslochmaske zum Verarbeiten durch Produktionsmaschinen zu gewährleisten.The present invention thus provides a factory-made mounting frame for mounting a production shadow mask for use in the manufacture of a color cathode ray tube having a flat faceplate and a tensioned foil shadow mask, said shadow mask having a predetermined array of apertures, and said faceplate having registration means external to the tube, said frame having generally rectangular frame means defining a central aperture, Locking devices which can also interact directly with the fitting devices of a production windshield; furthermore removable devices for securing the tension of said shadow mask to said frame via said frame opening, the frame being adapted to ensure temporary fastening and transfer of the production shadow mask for processing by production machines.

Ein verwandtes Ziel ist es, für ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Farbkathodenstrahlen zu sorgen.A related goal is to provide an improved process for the production of color cathode rays.

Die vorliegende Erfindung bietet somit ein Verfahren zur Verwendung bei der Herstellung einer Farbkathodenstrahlröhre, die eine flache Frontscheibe sowie eine unter Spannung stehende Folienlochmaske umfaßt, wobei das genannte Verfahren die Schritte zur Bereitstellung eines wiederverwendbaren, allgemein rechteckigen Fabrikbefestigungsrahmens mit einer auslösbaren Maskenhalteeinrichtung enthält, die temporär und abnehmbar eine Produktionslochmaske unter Spannung auf dem genannten Rahmen mit auslösbaren Maskenhalteeinrichtungen hält, und ferner eine Produktionsfrontscheibe bereitstellt, die eine Feststelleinrichtung umfaßt, die sich von der Seite aus erstreckt, um Paßgenauigkeit mit der Feststelleinrichtung zu erreichen, die sich innen von dem genannten fabrikgefertigten Befestigungsrahmen erstreckt, und eine Konstruktion zum Tragen der Lochmaske bereitstellt sowie diese genannte Konstruktion an die Schirmlagerfläche der genannten Frontscheibe befestigt, und zwar an entgegengesetzten Seiten des Schirms, wobei die genannte Produktionslochmaske unter Spannung an die Tragekonstruktion befestigt wird und den kombinierten Masken-Frontscheiben- Zusammenbau von dem genannten Rahmen trennt und dabei den Rahmen zur Wiederverwendung auslöst.The present invention thus provides a method for use in the manufacture of a color cathode ray tube comprising a flat faceplate and a tensioned foil shadow mask, said method comprising the steps of providing a reusable, generally rectangular factory mounting frame having a releasable mask holding means which temporarily and removably holds a production shadow mask under tension on said frame having releasable mask holding means, and further providing a production faceplate comprising a locking means extending from the side for registering with the locking means extending inwardly of said factory mounting frame, and providing a structure for supporting the shadow mask and securing said structure to the screen support surface of said faceplate on opposite sides of the screen, said production shadow mask being secured under tension to the support structure and the combined Mask-front screen assembly is separated from the frame and the frame is released for reuse.

Die Neuheit der vorliegenden Erfindung ist, daß die Feststelleinrichtung dem Rahmen zugeordnet ist und direkt mit den Paßgenauigkeit leistenden Einrichtungen zusammenwirkt. Die Paßgenauigkeit leistenden Einrichtungen stehen aus der Seite der Produktionsfrontscheibe heraus, um Paßgenauigkeit mit der Feststelleinrichtung zu leisten, die innen von dem Rahmen vorsteht. Im Gegensatz zu der vorliegenden Erfindung, besitzt der bekannte Rahmen des U.S. Patents 3.894.321 eine Feststelleinrichtung, die der Scheibenröhre zugeordnet ist, so daß der Rahmen und die Frontscheibe indirekt über die Scheibenröhre festgestellt werden. Die als Paßgenauigkeit leistende Einrichtung dienenden Paßstifte stehen aus der Scheibenröhre hervor, anstatt von der Seite der Frontscheibe.The novelty of the present invention is that the locking device is associated with the frame and interacts directly with the aligning devices. The aligning devices protrude from the side of the production windshield to align with the locking device protruding from the inside of the frame. In contrast to the present invention, the known frame of U.S. Patent 3,894,321 has a locking device associated with the windshield tube so that the frame and windshield are indirectly locked via the windshield tube. The aligning pins protrude from the windshield tube rather than from the side of the windshield.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die Bereitstellung eines fabrikgefertigten Befestigungsrahmens, der geeignet ist höchst genaue und wiederholbare, zweiseitige Paßgenauigkeit mit einer Scheibenröhre und einer Frontscheibe zu leisten, während der Bildabschirmung der Frontscheibe; ferner ist er geeignet für eine genaue Paßgenauigkeit mit einer Masken-Schweiß- und Auslöse- Maschine.Another feature of the invention is the provision of a factory-made mounting frame capable of providing highly accurate and repeatable two-sided registration with a disk tube and a front disk during image shielding of the front disk; further, it is capable of accurate registration with a mask welding and release machine.

Ein anderes Merkmal der Erfindung ist ein fabrikgefertigter Befestigungsrahmen, der eine Klammereinrichtung für die gespannte Folienproduktionslochmaske aufweist, um unter hoher Spannung ein schnelles und sicheres Klammern und Halten einer Lochmaske zu gewährleisten, ohne Schäden an der Maske zu verursachen.Another feature of the invention is a factory-made mounting frame having a clamping device for the tensioned film production shadow mask to ensure rapid and secure clamping and holding of a shadow mask under high tension without causing damage to the mask.

Allgemein gilt, daß der erfindungsgemäße fabrikgefertigte Befestigungsrahmen eine steife Bauweise aufweist, wiederverwendbar ist und, zur leichten Handhabung, von verhältnismäßig geringem Gewicht ist.In general, the factory-made mounting frame according to the invention has a rigid construction, is reusable and is of relatively low weight for easy handling.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können am besten verstanden werden, unter Verweis auf die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung, in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen (nicht im Maßstab), bei deren verschiedenen Figuren gleiche Bezugsnummern gleiche Elemente bezeichnen. In den Zeichnungen gilt:Further features and advantages of the present invention may be best understood by reference to the following description of the preferred embodiments of the invention, taken in conjunction with the accompanying drawings (not to scale), in which like reference numerals indicate like elements throughout the several figures. In the drawings:

Figur 1 ist eine perspektivische Seitenansicht einer Farbkathodenstrahlröhre mit einer flachen Frontscheibe und einer gespannten Folienlochmaske, mit Bereichen in der Schnittansicht, welche die Position der Frontscheibe und der Lochmaske zeigen sowie deren Beziehung zu anderen Hauptbestandteilen der Röhre;Figure 1 is a side perspective view of a color cathode ray tube having a flat faceplate and a tensioned foil shadow mask, with portions in the sectional view showing the position of the faceplate and shadow mask and their relationship to other major components of the tube;

Figur 2 ist eine perspektivische Schrägansicht eines fabrikgefertigten Befestigungsrahmens gemäß der Erfindung, mit einer darin unter Spannung befestigten Produktionslochmaske;Figure 2 is an oblique perspective view of a factory-made mounting frame according to the invention, with a production shadow mask mounted under tension therein;

Figur 3 ist eine Vorder- sowie perspektivische Ansicht einer Maskenspannungs- und Klammer-Maschine zum erfindungsgemäßen Aufnehmen eines fabrikgefertigten Befestigungsrahmens;Figure 3 is a front and perspective view of a mask tensioning and clamping machine for receiving a factory-made mounting frame in accordance with the invention;

Figur 4 ist eine Draufsicht einer Produktionslochmaske;Figure 4 is a plan view of a production shadow mask;

Figur 5 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch das Befestigen einer Produktionslochmaske auf einer Auflageplatte darstellt;Figure 5 is a perspective view schematically illustrating the mounting of a production shadow mask on a platen;

Figur 6 ist eine Draufsicht einer ersten Seite eines fabrikgefertigten Befestigungsrahmens gemäß der Erfindung und zeigt Einzelheiten der Feststellvorrichtung;Figure 6 is a plan view of a first side of a factory-made mounting frame according to the invention and showing details of the locking device;

Figur 7 ist eine Ansicht ähnlich der von Figur 6, sie zeigt jedoch eine zweite Seite eines fabrikgefertigten Befestigungsrahmens gemäß der Erfindung und zeigt zusätzliche Einzelheiten der Feststelleinrichtung;Figure 7 is a view similar to Figure 6, but showing a second side of a factory-made mounting frame according to the invention and shows additional details of the locking device;

Figur 8 ist eine perspektivische Ansicht einer Bildbelichtungs-Scheibenröhre, wobei ein Teil der Basis weggeschnitten ist, und mit dem erfindungsgemäßen fabrikgefertigten Befestigungsrahmen sowie mit einer Produktionsfrontscheibe, die in abgelöster Form dargestellt ist;Figure 8 is a perspective view of an image exposure disk tube with a portion of the base cut away and with the factory-made mounting frame of the invention and with a production front disk shown in detached form;

Figur 9 ist eine Draufsicht einer Produktionsfrontscheibe und zeigt den Bildabschirmbereich, eine Lochmaskenhalterung sowie Feststelleinrichtungen, die sich von den Seiten der Halterung erstrecken;Figure 9 is a plan view of a production windshield showing the image shielding area, a shadow mask holder, and locks extending from the sides of the holder;

Figur 10 ist eine perspektivische Ansicht, die graphisch die Einrichtungen für die Paßgenauigkeit und zum Befestigen des fabrikgefertigten Befestigungsrahmen gemäß der Erfindung mit einer Masken-Schweiß- und Auslöse-Einrichtung zeigt;Figure 10 is a perspective view diagrammatically showing the means for fitting and securing the factory-made mounting frame according to the invention with a mask welding and release device;

Die Figuren 11A und 11B sind Teilansichten in der Vorderansicht entlang den Linien A-A von Figur 10, und sie zeigen erfindungsgemaß die Präzisionsfolge der Paßgenauigkeit des fabrikgefertigten Befestigungsrabmens mit einer Masken-Schweiß - und Auslöse-Einrichtung.Figures 11A and 11B are partial front views taken along lines A-A of Figure 10, showing the precision sequence of fit of the factory-made mounting frame with a mask welding and release device according to the invention.

Figur 12 ist eine Vorderansicht eines Endes einer der Masken-Federklammern der Erfindung;Figure 12 is a front view of an end of one of the mask spring clips of the invention;

Figur 13 ist eine seitliche Vorderansicht der Federklammer im 90º Winkel zu der Ansicht in Figur 12;Figure 13 is a side elevational view of the spring clip at 90º to the view in Figure 12;

Figur 14 ist eine Vorderansicht eines Endes einer modifizierten Version der Klammer aus Figur 12;Figure 14 is a front view of one end of a modified version of the bracket of Figure 12;

Figur 15 ist eine Draufsicht der Oberseite eines fabrikgefertigten Befestigungsrahmens gemäß der Erfindung;Figure 15 is a top plan view of a factory-made mounting frame according to the invention;

Figur 16 ist eine Draufsicht der Unterseite eines Rahmens und zeigt eine Mehrzahl von Federklammern, die eine Produktionslochmaske unter Spannung auf den Rahmen klammern;Figure 16 is a plan view of the bottom of a frame showing a plurality of spring clips clamping a production shadow mask under tension to the frame;

Figur 17 ist die Vorderansicht eines Endes eines in der Maschine von Figur 3 benutzten Betätigungsmechanismuses zum Schließen und Öffnen der Federklammern der Figuren 12-14;Figure 17 is a front view of one end of an actuating mechanism used in the machine of Figure 3 for closing and opening the spring clips of Figures 12-14;

Figur 18 ist eine Vorderansicht der Seite eines Teils der Maschine von Figur 3 und zeigt eine teilweise Reihenanordnung des Mechanismuses von Figur 17;Figure 18 is a front view of the side of a portion of the machine of Figure 3 and shows a partial in-line arrangement of the mechanism of Figure 17;

Figur 19 ist eine Vorderansicht des oberen Teils des in Figur 17 abgebildeten Mechanismuses in Verbindung mit einem aufgelösten Teil eines fabrikgefertigten Befestigungsrahmens und einer Lochmaske, die zwischen zwei Heizauflageplatten der Maschine von Figur 3 gelagert ist;Figure 19 is a front view of the upper part of the mechanism shown in Figure 17 in conjunction with an exploded portion of a factory-made mounting frame and a shadow mask supported between two heating platens of the machine of Figure 3;

Figur 20 ist eine der Figur 19 ähnliche Ansicht, jedoch befinden sich der Federklammer-Mechanismus, der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen und die Auflageplatten in Position,, wobei die Federklammer die Führung mit der Ecke der Lochmaske einleitet;Figure 20 is a view similar to Figure 19, but with the spring clip mechanism, factory-made mounting frame and platens in position, with the spring clip initiating the guide with the corner of the shadow mask;

Figur 21 ist eine funktionelle Folge der Ansichten der Figuren 19 und 20, wobei die Federklammer ganz eingesetzt ist, um die Lochmaske, während diese von einem fabrikgefertigten Befestigungsrahmen gehalten wird, unter Spannung zu halten;Figure 21 is a functional sequence of the views of Figures 19 and 20 with the spring clip fully inserted to maintain tension on the shadow mask while it is held by a factory-made mounting frame;

Figur 22 ist eine aufgelöste und teilweise Schnittansicht, in einem vergrößerten Maßstab, welche den Verzicht auf einen Federklammer-Betätigungsmechanismus darstellt und die Position eines Federklammerschuhs abbildet, der die Lochmaske auf dem fabrikgefertigten Befestigungsrahmen unter Spannung hält;Figure 22 is an exploded and partially sectional view, on an enlarged scale, illustrating the omission of a spring clip actuating mechanism and the position a spring clamp shoe that holds the shadow mask under tension on the factory-made mounting frame;

Figur 23 ist eine aufgelöste und teilweise Schnittansicht, welche die Einleitung des Maskenausschuß-Entfernungsverfahrens darstellt;Figure 23 is an exploded and partially sectional view illustrating the initiation of the mask reject removal process;

Figur 24 ist eine aufgelöste und teilweise Schnittansicht, welche die Beendigung des Maskenausschuß-Entfernungsverfahrens darstellt;Figure 24 is an exploded and partially sectional view illustrating the completion of the mask reject removal process;

Figur 25 ist eine Draufsicht eines fabrikgefertigten Befestigungsrahmens, der mit peripheren Nuteneinrichtungen versehen ist, in denen eine Produktionslochmaske temporär und abnehmbar unter Spannung gehalten wird, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung;Figure 25 is a plan view of a factory-made mounting frame provided with peripheral groove means in which a production shadow mask is temporarily and removably held under tension, according to another embodiment of the invention;

Figur 26 ist ein gebrochener Schnitt durch einen Bereich des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens von Figur 25 und zeigt die peripheren Nuteneinrichtungen mit einer erfindungsgemäßen Form der Maskenhalteeinrichtung;Figure 26 is a fragmentary section through a portion of the factory-made mounting frame of Figure 25 showing the peripheral groove means with a form of mask retaining means according to the invention;

Figur 27 ist eine der Figur 26 ähnliche Ansicht und zeigt eine andere Form der Maskenhalteeinrichtung;Figure 27 is a view similar to Figure 26 and shows another form of mask holding device;

Figur 28 ist eine in gewisser Weise den Figuren 26 und 27 ähnliche Ansicht und zeigt eine weitere Form der Maskenhalteeinrichtung;Figure 28 is a view somewhat similar to Figures 26 and 27 and shows another form of mask holding device;

Die Figuren 29a-29f sind in gewisser Weise den Figuren 26-28 ähnliche Ansichten und zeigen eine Funktionsfolge noch einer anderen Form der Maskenhalteeinrichtung.Figures 29a-29f are somewhat similar views to Figures 26-28 and show a sequence of operations of yet another form of mask holding device.

Figur 30 ist eine Draufsicht einer weiteren Modifizierung eines erfindungsgemäßen fabrikgefertigten Befestigungsrahmens, mit peripheren Aussparungseinrichtungen in denen eine Produktionslochmaske temporär und abnehmbar unter Spannung gehalten wird;Figure 30 is a plan view of a further modification of a factory-made mounting frame according to the invention, having peripheral recess means in which a production shadow mask is temporarily and removably held under tension;

Figur 31 ist ein gebrochener Schnitt durch eine Ecke des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens von Figur 30 und zeigt eine Erscheinung dieser weiteren Modifizierung einer erfindungsgemäßen Maskenhalteeinrichtung; undFigure 31 is a broken section through a corner of the factory-made mounting frame of Figure 30 and shows an appearance of this further modification of a mask holding device according to the invention; and

Figur 32 ist eine der Figur 31 ähnliche Ansicht und zeigt einen weiteren Aspekt der Maskenhalteeinrichtung gemäß dieser weiteren Modifizierung der Erfindung.Figure 32 is a view similar to Figure 31 and shows another aspect of the mask holding device according to this further modification of the invention.

Zum besseren Verständnis des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens und dessen Beziehung zu dem Verfahren zur Herstellung einer mit einer gespannten Maske versehenen Kathodenstrahlröhre, wird in den folgenden Absätzen eine kurze Beschreibung einer Röhre und deren Bestandteilen geschildert.To better understand the factory-made mounting frame and its relationship to the process of manufacturing a tensioned-mask cathode ray tube, a brief description of a tube and its components is given in the following paragraphs.

In Figur 1 ist eine Farbkathodenstrahlröhre (20) mit einer gespannten Folienlochmaske dargestellt. Die Vorderseiteneinrichtung (22) der Röhre (20) beinhaltet eine Frontscheibe (24). An der Innenoberfläche (26) der Frontscheibe (24) - bekannt als die "Bildabschirmoberfläche" - wird ein Leuchtschirm (28) als Ablagerung dargestellt. Ein Aluminiumfilm (30) ist als den Schirm (28) bedeckend abgebildet. Der periphere Verschlußbereich (32) der Frontscheibe (24) ist in der Darstellung als mit dem peripheren Verschlußbereich (33) des Trichters (34) verbunden abgebildet.In Figure 1, a color cathode ray tube (20) with a tensioned foil shadow mask is shown. The front end assembly (22) of the tube (20) includes a front panel (24). On the inner surface (26) of the front panel (24) - known as the "screen surface" - a phosphor screen (28) is shown deposited. An aluminum film (30) is shown covering the screen (28). The peripheral shutter area (32) of the front panel (24) is shown in the illustration as being connected to the peripheral shutter area (33) of the funnel (34).

Die Vorderseiteneinrichtung (22) umfaßt eine Einrichtung zum Halten der Lochmaske (48), zum Befestigen einer Lochmaske mit Metallfolie (50), die an die Halteeinrichtung unter Spannung befestigt ist. Die Vorder-Hinter-Achse der Röhre (20) wird durch die Bezugsnummer (56) bezeichnet. Eine magnetische Abschirmung (58) wird als in den Trichter (34) eingeschlossen dargestellt Eine hohe Spannung zum Betrieb der Röhre ist in der Abbildung angelegt an eine leitende Schicht (60) an der Innenseite des Trichters (34) dargestellt, und zwar durch einen Anodenknopf (62), der wiederum mit einem Hochspannungsleiter (64) verbunden ist.The front side device (22) comprises a device for holding the shadow mask (48), for attaching a shadow mask with Metal foil (50) attached to the support means under tension. The front-to-back axis of the tube (20) is designated by the reference numeral (56). A magnetic shield (58) is shown enclosed in the funnel (34). A high voltage for operating the tube is shown applied to a conductive layer (60) on the inside of the funnel (34) through an anode button (62) which in turn is connected to a high voltage conductor (64).

Der Hals (66) der Röhre (20) schließt in der Abbildung eine In- Line Elektronenkanone (68) ein, welche wiederum in der Darstellung drei diskrete In-Line Elektronenstrahlen (70, 72 und 74) zum Erregen entsprechender rotlichtemittierender, grünlichtemittierender und blaulichtemittierender Leuchtstoffelemente auf dem Schirm (28) bereitstellt. Eine Ablenkeinrichtung (76) empfängt Abtastsignale und sorgt für das Abtasten der Strahlen (70, 72 und 74) über den Schirm (28). Eine Kontaktfeder (78) sorgt für einen elektrischen Pfad zwischen der Trichterschicht (60) und der Maskenhalteeinrichtung (48).The neck (66) of the tube (20) is shown to enclose an in-line electron gun (68) which in turn is shown to provide three discrete in-line electron beams (70, 72 and 74) for exciting respective red-emitting, green-emitting and blue-emitting phosphor elements on the screen (28). A deflector (76) receives scanning signals and provides for scanning the beams (70, 72 and 74) across the screen (28). A contact spring (78) provides an electrical path between the funnel layer (60) and the mask holder (48).

Der erfindungsgemäße, fabrikgefertigte Befestigungsrahmen sorgt während der Herstellung für die hohe Präzision der Paßgenauigkeit sowie erneuten Paßgenauigkeiten einer Folienproduktionslochmaske mit einer Frontscheibe. Ohne die erforderliche Präzision kann ein kleiner Fehler in der Paßgenauigkeit von nur 5 Mikrometern (0,0002 Inch) Farbunreinheiten zur Folge haben. Die Maske (50) besitzt üblicherweise ungefähr 1.700.000 Öffnungen, und der sich ergebende Schirm (28) hat, nach der Bildbelichtung unter Verwendung des erfindungsgemäßen, fabrikgefertigten Befestigungsrahmens, dreimal soviele diskrete Leuchtstoffablagerungen. Während jeder Phase des Herstellungsverfahrens besteht ein absolutes Minimum an Toleranzen, die Paßgenauigkeit betreffend.The factory-made mounting frame of the present invention provides for the high precision of registration and re-registration of a film production shadow mask with a front panel during manufacture. Without the required precision, a small registration error of as little as 5 micrometers (0.0002 inches) can result in color imperfections. The mask (50) typically has approximately 1,700,000 apertures and the resulting screen (28) after image exposure using the factory-made mounting frame of the present invention has three times as many discrete phosphor deposits. During every phase of the manufacturing process, there is an absolute minimum of tolerances regarding registration.

In Figur 2 wird ein erfindungsgemäßer, wiederverwendbarer fabrikgefertigter Befestigungsrahmen (82) dargestellt; eine erste Seite (84) des Rahmens (82) wird gezeigt. Der Rahmen (82) dient zur Verwendung bei der Herstellung einer Farbkathodenstrahlröhre der in Figur 1 dargestellten Art, welche eine flache Frontscheibe sowie eine gespannte Folienlochmaske besitzt. Der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen (82) dient zum Befestigen einer Produktionslochmaske während der Bildbelichtung einer Produktionsfrontscheibe in einer Scheibenröhre und dient als Vorrichtung für das Verfahren des Schweißens und des Trennens der Produktionsmaske, wie beschrieben werden wird. Wie in Figur 2 dargestellt, umfaßt der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen (82) eine im allgemeinen rechteckige Rahmeneinrichtung und eine mechanische, schnell auslösbare Maskenhalteeinrichtung, um eine Produktionslochmaske (86) temporär und abnehmbar unter Spannung zu halten. In der Abbildung hält der Rahmen (82) die Lochmaske (86) unter Spannung, unter Verwendung einer mechanischen Maskenhalteeinrichtung (88). Der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen (82) dient zur schnellen Sicherung der Produktionslochmaske (86), ohne Bindemittel oder Schweißen, aus der Ebene der Maske (86).In Figure 2, a reusable factory mounting frame (82) according to the invention is shown; a first side (84) of the frame (82) is shown. The frame (82) is for use in the manufacture of a color cathode ray tube of the type shown in Figure 1 having a flat front panel and a tensioned foil shadow mask. The factory mounting frame (82) is used to mount a production shadow mask during image exposure of a production front panel in a disk tube and serves as a device for the process of welding and separating the production mask as will be described. As shown in Figure 2, the factory mounting frame (82) includes a generally rectangular frame means and a mechanical, quick-release mask holding means for temporarily and removably holding a production shadow mask (86) under tension. In the illustration, the frame (82) holds the shadow mask (86) under tension using a mechanical mask holding device (88). The factory-made mounting frame (82) is used to quickly secure the production shadow mask (86) out of the plane of the mask (86) without bonding agents or welding.

Der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen (82) wird, aus Gründen der besseren Handhabung bei der Herstellung, mit Griffen (90A, 90B und 90C) versehen dargestellt. Die Griffe (90A und 90B) dienen zum Anheben des Rahmens, und der Griff (90C) dient zum Einsetzen und Entfernen des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (82) in die und aus der Maskenspannungs- und Klammermaschine (96), dargestellt in Figur 3. Die Maskenspannungs- und Klammermaschine (96), dient zum Aufnehmen des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (82), der durch einen Bediener unter Verwendung der beschriebenen Griffe in die Maskenspannungs- und Klammermaschine (96) geladen wird; in Figur 3 ist der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen (82) als in der Maschine (96) befestigt dargestellt und als bereit zum Spannen und Klammern einer Produktionslochmaske. Die Maschine (96) wird mit einer oberen Platte (100) und einer unteren Platte (102) dargestellt. Die Platten werden erwärmt, um für eine Ausdehnung der Maskenfläche vor dem Klammern zu sorgen.The factory-made mounting frame (82) is shown provided with handles (90A, 90B and 90C) for ease of handling during manufacture. The handles (90A and 90B) are used to lift the frame and the handle (90C) is used to insert and remove the factory-made mounting frame (82) into and from the mask tensioning and stapling machine (96) shown in Figure 3. The mask tensioning and stapling machine (96) is used to receive the factory-made mounting frame (82) which is loaded into the mask tensioning and stapling machine (96) by an operator using the described handles; in Figure 3 the factory-made mounting frame (82) is shown as being in the machine (96). mounted and ready for clamping and stapling a production shadow mask. The machine (96) is shown with an upper platen (100) and a lower platen (102). The platens are heated to cause expansion of the mask area prior to stapling.

In Figur 4 ist eine Produktionslochmaske abgebildet. Die Produktionsmaske (86) umfaßt ein zentrales Feld (104) von Öffnungen, die die Farbauswahlfunktion in der fertiggestellten Röhre erfüllen. Das zentrale Feld (104) ist in der Darstellung von einem Rahmen (106) aus nicht-perforiertem Metall eingeschlossen; dieser Rahmen wird in einem späteren Arbeitsvorgang an der Schneidelinie (108), dargestellt durch die gestrichelte Linie, in einer Weise geschnitten, die beschrieben werden wird. Die Produktionslochmaske (86) ist mit einer runden Perforation (109) in dem Rahmen (106) abgebildet sowie mit einer gegenüberliegenden verlängerten Perforation (110). Wie in Figur 5 dargestellt, sorgen die Perforationen (109 und 110) für die Paßgenauigkeit der Produktionslochmaske (86) mit den zugehörigen Stiften (112 und 114), die von der unteren Platte (102) vorstehen. Die verlängerte Perforation (110) bietet Toleranzen für die Ausdehnung der Produktionslochmaske, die aus dem Kontakt mit den erwärmten Platten (100 und 102) resultiert, wobei die Ausdehnung sich in der Größenordnung von 0,8 mm (0,030 Inch) befindet.A production shadow mask is shown in Figure 4. The production mask (86) includes a central array (104) of apertures which perform the color selection function in the finished tube. The central array (104) is shown enclosed by a frame (106) of non-perforated metal; this frame is cut in a later operation at the cutting line (108) shown by the dashed line in a manner to be described. The production shadow mask (86) is shown with a round perforation (109) in the frame (106) and an opposite elongated perforation (110). As shown in Figure 5, the perforations (109 and 110) provide for the registration of the production shadow mask (86) with the associated pins (112 and 114) projecting from the lower plate (102). The extended perforation (110) provides tolerances for the expansion of the production shadow mask resulting from contact with the heated plates (100 and 102), the expansion being on the order of 0.8 mm (0.030 inches).

Wenn die Produktionslochmaske (86) sich ganz durch die Wärme der oberen und unteren Platte (100 und 102) ausgedehnt hat, wird die Maske geklammert, und die Platten werden entfernt. Die Maske spannt sich während sie abkühlt und wird durch die Klammereinrichtung (88), die, wie beschrieben werden wird, ein Bestandteil des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (82) ist, unter Spannung gehalten.When the production shadow mask (86) has fully expanded from the heat of the upper and lower plates (100 and 102), the mask is clamped and the plates are removed. The mask stretches as it cools and is held in tension by the clamping means (88) which, as will be described, is part of the factory-made mounting frame (82).

Der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen (82) besitzt zwei Seiten, die von Interesse sind: Eine erste Seite (84), abgebildet in den Figuren 2, 6 und 10 sowie eine zweite Seite (118), abgebildet in den Figuren 7 und 8. In bezug auf Figur 8, sorgt eine erste sechsfache Feststelleinrichtung an der ersten Seite (84) für Paßgenauigkeit mit einer ergänzenden, Paßgenauigkeit leistenden Einrichtung an einer Belichtungsscheibenröhre (122), und eine zweite sechsfache Feststelleinrichtung an einer gegenüberliegenden zweiten Seite (118), sorgt für Paßgenauigkeit mit einer ergänzenden, Paßgenauigkeit leistenden Einrichtung an einer Produktionsfrontscheibe (120). Daraus folgend kann die Produktionslochmaske (86) immer wieder präzise in Paßgenauigkeit mit einer Scheibenröhre (122) und einer Produktionsfrontscheibe (120) gebracht werden, wobei die Produktionslochmaske (86) unter Spannung gehalten bleibt. Die erste sechsfache Feststelleinrichtung an der ersten Seite (84) sorgt auch für Paßgenauigkeit des Rahmens (82) und der Produktionslochmaske (86) mit der Maskenspannungs- und Klammereinrichtung, als Maschine (96) bezeichnet, welche, wie beschrieben werden wird, eine ergänzende sechsfache Feststelleinrichtung besitzt.The factory-made mounting frame (82) has two sides of interest: a first side (84) shown in Figures 2, 6 and 10 and a second side (118) shown in Figures 7 and 8. Referring to Figure 8, a first six-way locking device on the first side (84) provides registration with a complementary registration device on an exposure disk tube (122), and a second six-way locking device on an opposite second side (118) provides registration with a complementary registration device on a production disk (120). As a result, the production shadow mask (86) can be precisely registered time and time again with a disk tube (122) and a production disk (120) while the production shadow mask (86) remains under tension. The first six-way locking device on the first side (84) also ensures accuracy of registration of the frame (82) and the production shadow mask (86) with the mask tensioning and clamping device, referred to as machine (96), which, as will be described, has a supplementary six-way locking device.

Die Klammereinrichtung (88) zum Klammern und Halten der Produktionslochmaske (86) unter Spannung, wird in Figur 6 als eine Reihe von diskreten Federklammereinrichtungen dargestellt, die durch mechanisches Klammern die Maske unter Spannung halten. Die bevorzugte Federklammereinrichtung zum unter Spannung Klammern der Produktionsmaske, wird nachstehend detailierter in bezug auf die Figuren 12 bis 24 der Zeichnungen beschrieben werden. Der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen wird, während er die gespannte Produktionsmaske klammert, von der Maskenspannungs - und Klammermaschine (96) entfernt, und zwar für nachfolgende Bildbelichtungs- und Bildabschirmungsvorgänge, wie beschrieben werden wird.The clamping means (88) for clamping and holding the production shadow mask (86) under tension is shown in Figure 6 as a series of discrete spring clamping means which mechanically clamp the mask under tension. The preferred spring clamping means for clamping the production mask under tension will be described in more detail below with reference to Figures 12 through 24 of the drawings. The factory-made mounting frame, while clamping the tensioned production mask, is removed from the mask tensioning and clamping machine (96) for subsequent image exposure and image shielding operations as will be described.

Die Bildbelichtungsscheibenröhre (122) wird in Figur 8 schematisch mit einer Basis (124) dargestellt, in der sich eine Lichtquelle (126) befindet, welche ultraviolette Strahlung emittiert, auf die verschiedene Bildabschirmfluids sensibilisiert werden. Die Strahlen der Lichtquelle (126) gehen kennzeichnenderweise durch eine Korrekturlinse und einen neutralen Dichtefilter (nicht abgebildet), bevor sie die Lochmaske erreichen. Eine Tischplatte (128), dient zum Befestigen einer Plattform (130) zum Aufnehmen des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (82).The image exposure disk tube (122) is shown schematically in Figure 8 as having a base (124) in which is located a light source (126) which emits ultraviolet radiation to which various image shielding fluids are sensitized. The rays from the light source (126) typically pass through a corrective lens and a neutral density filter (not shown) before reaching the shadow mask. A table top (128) serves to mount a platform (130) for receiving the factory-made mounting frame (82).

Die sechsfache Feststelleinrichtung ist als Beispiel mit einer Kugel- und Nuten-Feststelleinrichtung auf den in Paßgenauigkeit zu bringenden Teilen dargestellt. Obwohl Kugel- und Nuten- Feststelleinrichtungen in dieser und in folgenden Darstellungen gezeigt sind, wird festgestellt, daß andere Feststelleinrichtungen ebenso verwendet werden können.The six-way locking device is shown as an example with a ball and groove locking device on the parts to be mated. Although ball and groove locking devices are shown in this and subsequent illustrations, it is noted that other locking devices may be used as well.

In bezug auf die erste Seite (84) des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (82) sind drei Nuteneinrichtungen (132A, 132B und 132C) abgebildet; diese Nuteneinrichtungen sorgen mit drei Kugeleinrichtungen (134A, 134B und 134C), die sich auf der Plattform (130) der Scheibenröhre (122) befinden, für Paßgenauigkeit. Wie in Figur 8 dargestellt, wird der erfindungsgemäße, fabrikgefertigte Befestigungsrahmen (82) in Paßgenauigkeit mit der Scheibenröhre (122) gesenkt, um die Bildabschirmoberfläche der Produktionsfrontscheibe (120), der von der Lichtquelle (126) kommenden Strahlung auszusetzen.Three groove means (132A, 132B and 132C) are shown with respect to the first side (84) of the factory mounting frame (82); these groove means provide for registration with three ball means (134A, 134B and 134C) located on the platform (130) of the disk tube (122). As shown in Figure 8, the factory mounting frame (82) of the present invention is lowered into registration with the disk tube (122) to expose the screen surface of the production front disk (120) to the radiation coming from the light source (126).

Die Nuteneinrichtungen (132A, 132B und 132C) sorgen auch für die Paßgenauigkeit des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (82) mit der Maskenspannungs- und Klammermaschine (96) in Verbindung mit der sechsfachen Feststelleinrichtung (135A, 135B und 135C), in Figur 3 als Kugeleinrichtungen ausgebildet dargestellt und vorstehend von der unteren Plattform (137) der Maschine (96). (Die Kugeleinrichtung (135C) ist in Figur 3 nicht sichtbar.) Der erfindungsgemäße, fabrikgefertigte Befestigungsrahmen (82) besitzt an seiner zweiten Seite (118) eine sechsfache Feststelleinrichtung, um an der Produktionsfrontscheibe (120) Paßgenauigkeit zu gewährleisten, mit der ergänzenden, Paßgenauigkeit leistenden Einrichtung. Die Feststelleinrichtungen sind mit Kugel-und-Nuten-Einrichtungen, die sich an den in Paßgenauigkeit zu bringenden Teilen befinden, dargestellt. In bezug auf die in Figur 7 dargestellte zweite Seite (118), sind drei Nuteneinrichtungen (136A, 136B und 136C) abgebildet; diese Nuteneinrichtungen leisten Paßgenauigkeit mit drei Kugeleinrichtungen (18A, 138B und 138C), die sich, wie in Figur 9 dargestellt, von den Seiten der Frontscheibe (120) erstrecken. Die Kugeleinrichtungen (138A, 138B und 138C) umfassen temporäre Feststelleinrichtungen. Das zur Anbringung der temporären Feststelleinrichtungen verwendete Bindemittel ist von der Art, die ihre Haftfähigkeit bei der Frittezyklus-Temperatur von 435 Grad Celsius verliert. Folglich fallen die Kugeleinrichtungen zum Zeitpunkt der Fertigstellung von der Frontscheibe ab. Es wird darauf geachtet, daß mindestens eine der Seiten des erfindungsgemäßen, fabrikgefertigten Befestigungsrahmens mindestens eine erste und zweite sechsfache Feststelleinrichtung besitzt, die im Verhältnis zueinander azimutal gedreht sind, um festgestellt mit der ergänzenden, sechsfachen Feststelleinrichtung an einer Produktionsmaschine zusammenzupassen, wobei die Produktionsmaschine in dieser Stufe des Verfahrens als Scheibenröhre beschrieben ist. Führungsteile aus Kunststoff (140), mit einer Anzahl von acht dargestellt, führen die Produktionsfrontschelbe (120) in die Aussparung (141) des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (82), wobei die abschließende Präzisions-Paßgenauigkeit durch die Nuten (136A, 136B und 136C), in Paßgenauigkeit mit den Kugeleinrichtungen (138A, 138B und 138C), die sich von der Produktionsfrontscheibe (120) erstrecken, geleistet wird.The groove devices (132A, 132B and 132C) also ensure the accuracy of fit of the factory-made mounting frame (82) with the mask tensioning and stapling machine (96) in conjunction with the six-fold locking device (135A, 135B and 135C), shown in Figure 3 as ball devices and projecting from the lower platform (137) of the machine (96). (The ball means (135C) is not visible in Figure 3.) The factory-made mounting frame (82) of the present invention has a six-point locking means on its second side (118) for securing the production windshield (120) to the complementary securing means. The locking means are shown with ball-and-groove means located on the parts to be secured to the machine (96). With respect to the second side (118) shown in Figure 7, three groove means (136A, 136B and 136C) are shown; these groove means secure the machine to three ball means (18A, 138B and 138C) extending from the sides of the windshield (120) as shown in Figure 9. The ball assemblies (138A, 138B and 138C) comprise temporary locking devices. The bonding agent used to attach the temporary locking devices is of the type which loses its adhesiveness at the frit cycle temperature of 435 degrees Celsius. Consequently, the ball assemblies fall off the windshield at the time of completion. It is contemplated that at least one of the sides of the factory-made mounting frame of the invention has at least first and second six-fold locking devices which are azimuthally rotated relative to one another for lockingly mating with the complementary six-fold locking device on a production machine, the production machine being described as a windshield tube at this stage of the process. Plastic guide members (140), shown in number eight, guide the production front panel (120) into the recess (141) of the factory-made mounting frame (82), with the final precision fit being provided by the grooves (136A, 136B and 136C) in alignment with the ball devices (138A, 138B and 138C) extending from the production front panel (120).

Die Produktionsfrontscheibe (120) hat auf ihrer Innenoberfläche (142) einen Bildabschirmbereich (144), zur Aufnahme von diskreten Leuchtstoffablagerungen. Eine Lochmaskenhaltekonstruktion (146) besitzt eine Oberfläche (148) zum Aufnehmen und unter Spannung Halten der Produktionslochmaske (86) durch später beschriebene Einrichtungen. Darauf folgt das Bildabschirmverfahren. Die Innenoberfläche (142) der Produktionsfrontscheibe (120), als Bildabschirmoberfläche beschrieben, wird zuerst mit einer lichtsensiblen Werkstoffschicht überzogen. In bezug auf Figur 8, wird der erfindungsgemäße, fabrikgefertigte Befestigungsrahmen (82) mit der darin unter Spannung befestigten Produktionslochmaske auf die Plattform (130) der Scheibenröhre (122) installiert, und zwar mit präziser Paßgenauigkeit der ersten Seite (84) des Rahmens (82), geleistet durch die Nuteneinrichtungen (132A-C) in Verbindung mit den Kugeleinrichtungen (134A-C), die sich an der Plattform (130) der Scheibenröhre (122) befinden. Im Gegenzug wird die Produktionsfrontscheibe (120) mit präziser Paßgenauigkeit an den fabrikgefertigten Befestigungsrahmen befestigt, unter Verwendung der Nuteneinrichtungen (136A-C) an der zweiten Seite (118) des Rahmens (82) in Verbindung mit den Kugeleinrichtungen (138A-138C), die sich von den Seiten der Frontscheibe (120) erstrecken.The production faceplate (120) has an image shielding area (144) on its inner surface (142) for receiving discrete phosphor deposits. A shadow mask support structure (146) has a surface (148) for receiving and holding under tension the production shadow mask (86) by means described later. This is followed by the image shielding process. The inner surface (142) of the production faceplate (120), described as the image shielding surface, is first coated with a light sensitive material layer. Referring to Figure 8, the factory-made mounting frame (82) of the present invention, with the production shadow mask secured therein under tension, is installed on the platform (130) of the disc tube (122) with a precise fit of the first side (84) of the frame (82) provided by the groove means (132A-C) in combination with the ball means (134A-C) located on the platform (130) of the disc tube (122). In turn, the production faceplate (120) is mounted with a precise fit to the factory-made mounting frame using the groove means (136A-C) on the second side (118) of the frame (82) in conjunction with the ball means (138A-138C) extending from the sides of the faceplate (120).

Die Bildabschirmoberfläche (142) der Frontscheibe (120) wird Licht ausgesetzt, das aktinisch zu der Schicht ist, durch jede der Öffnungen in der Produktionsmaske (86). Dann wird die Frontscheibe (120) von der Scheibenröhre (122) entfernt, um die Schicht zu "entwickeln". Als Folge der vorstehenden Schritte, bildet sich an der Bildabschirmoberfläche (142) ein "Gitter", das in Zuordnung zu jeder Öffnung der Lochmaske drei offene Bereiche hat. Die Öffnungen sorgen für die Aufnahem von sequentieilen Ablagerungen von rotlichtemittierenden, grünlichtemittierenden und blaulichtemittierenden Leuchtstoffen. Die Frontscheibe ist mit einer Masse überzogen, die Leuchtstoffe beinhaltet und die zum Beispiel einen Leuchtstoff aufweist, der Rotlicht emittiert, wenn er durch einen Elektronenstrahl erregt wird. Die Frontscheibe wird in die Scheibenröhre in präziser Paßgenauigkeit mit der Produktionslochmaske zurückgesetzt, und die Schicht wird dem Licht ausgesetzt, das durch die Öffnungen der Maske projiziert wird, und zwar von einer Lichtquelle, die sich an einer Position befindet, die dem Emissionspunkt des bestimmten Elektronenstrahls entspricht, der den rotlichtemittierenden Leuchtstoff erregen soll. Das Licht "härtet" eigentlich den Leuchtstoff, so daß er an seiner Position bleibt, während einem folgenden Waschverfahren.The image shielding surface (142) of the front panel (120) is exposed to light actinic to the film through each of the openings in the production mask (86). The front panel (120) is then removed from the panel tube (122) to "develop" the film. As a result of the above steps, a "grid" is formed on the image shielding surface (142) having three open areas in association with each opening of the shadow mask. The openings provide for the recording of sequential Deposits of red-emitting, green-emitting and blue-emitting phosphors. The faceplate is coated with a mass containing phosphors, including, for example, a phosphor that emits red light when excited by an electron beam. The faceplate is returned to the disk tube in precise registration with the production shadow mask, and the layer is exposed to light projected through the apertures of the mask from a light source located at a position corresponding to the emission point of the particular electron beam intended to excite the red-emitting phosphor. The light actually "cures" the phosphor so that it stays in position during a subsequent washing process.

Die vorstehenden Schritte werden der Reihe nach wiederholt, um die grünlichtemittierenden sowie blaulichtemittierenden Leuchtstoffe in den entsprechenden Öffnungen in dem Gitter abzulagern. Es sind mindestens vier solcher Ein- und Ausrückvorgänge der Maske bei dem Bildabschirmverfahren notwendig. Das Endprodukt ist eine Frontscheibe, die auf ihrem Bildabschirmbereich (144) eine Anordnung von Punkt- oder Zeilengruppen besitzt, die nach Erregung durch Elektronenstrahlen rotes, grünes oder blaues Licht emittieren; dieser Bereich umfaßt den Schirm (145). Es wird festgestellt, daß, in diesem Verfahren, eine Produktionslochmaske kennzeichnenderweise mit einer Produktionsfrontscheibe "angepaßt" wird; das heißt, dieselbe Maske wird beim Bildabschirmen einer bestimmten Frontscheibe verwendet, und sie wird bei der Endmontage dauerhaft in Verbindung mit der Frontscheibe installiert.The foregoing steps are repeated in sequence to deposit the green and blue emitting phosphors in the corresponding apertures in the grid. At least four such mask insertions and removals are necessary in the image shielding process. The final product is a faceplate having on its image shielding area (144) an array of dot or line groups which emit red, green or blue light when excited by electron beams; this area comprises the screen (145). It is noted that, in this process, a production shadow mask is typically "matched" to a production faceplate; that is, the same mask is used in image shielding a particular faceplate and is permanently installed in conjunction with the faceplate in final assembly.

Nach Beendigung des Bildabschirmverfahrens, wird die Produktionslochmaske (86) an die Maskenaufnahmeoberfläche (148) der Lochmaskentragekonstruktion (146) befestigt und die Maske (86) wird von dem fabrikgefertigten Befestigungsrahmen (82) entfernt. Die Vorrichtung und das Verfahren werden jedoch in den folgenden Absätzen in Einzelheiten, in Verbindung mit den Figuren 7, 10 und 11, beschrieben werden, um ein komplexeres Verständnis der Art und Funktion des erfindungsgemäßen, fabrikgefertigten Befestigungsrahmens zu ermöglichen.After completion of the image shielding process, the production shadow mask (86) is attached to the mask receiving surface (148) of the shadow mask support structure (146) and the mask (86) is removed from the factory-made mounting frame (82). However, the apparatus and method will be described in more detail in the following paragraphs, in conjunction with Figures 7, 10 and 11, to enable a more complex understanding of the nature and function of the factory-made mounting frame according to the invention.

In bezug auf Figur 7, ist die zweite Seite (118) des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (82) mit einer dritten, sechsfachen Feststellvorrichtung (152A, 152B und 152C) dargestellt, die in der Form von radial orientierten Nuten abgebildet ist. Die zweite Seite (118) ist ferner mit einer vierten, sechsfachen Feststellvorrichtung (154A, 154B und 154C) dargestellt, die in der Form von Kugeleinrichtungen, die von dem Rahmen (82) vorstehen, abgebildet ist. Die dritte und vierte Feststellvorrichtung, sorgen beide für die entsprechende grobe und genaue Paßgenauigkeit des erfindungsgemäßen, fabrikgefertigten Befestigungsrahmens und einer Produktionsmaske mit einer Konstruktionseinrichtung zum Befestigen der Maske an die Maskenhalteeinrichtung, die sich von der Frontscheibe erstreckt und an dieser befestigt ist, wie gezeigt und beschrieben werden wird.Referring to Figure 7, the second side (118) of the factory mounting frame (82) is shown with a third, six-way locking device (152A, 152B and 152C) shown in the form of radially oriented grooves. The second side (118) is further shown with a fourth, six-way locking device (154A, 154B and 154C) shown in the form of ball devices projecting from the frame (82). The third and fourth locking devices both provide for the corresponding rough and precise fit of the factory mounting frame of the invention and a production mask having a structural means for securing the mask to the mask holding means extending from and secured to the front panel as will be shown and described.

In bezug auf Figur 10, ist graphisch eine Aufnahmevorrichtung (156) abgebildet, die einen Teil einer Masken-Schweiß- und Auslöse-Einrichtung (nicht abgebildet) darstellt. Die Maschine umfaßt ein Karussel, das sich, bei dem Verfahren des Schweißens einer Produktionslochmaske, die in dem fabrikgefertigen Befestigungsrahmen unter Spannung gehalten wird, an eine Maskenhaltekonstruktion, zu vier Stationen dreht, und sie löst die entstandene Masken-Frontscheiben-Konstruktion von dem Rahmen. Als Folge dieses Verfahrens, wird der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen zur temporären Installierung einer neuen Produktionsmaske gelöst, und der Frontscheibenzusammenbau wird zur Anbringung an einen Trichter gelöst.Referring to Figure 10, there is diagrammatically shown a pick-up device (156) which forms part of a mask welding and release device (not shown). The machine includes a carousel which rotates to four stations in the process of welding a production shadow mask held under tension in the factory-made mounting frame to a mask support structure and releasing the resulting mask faceplate assembly from the frame. As a result of this process, the factory-made mounting frame is removed for temporary installation of a new Production mask is removed and the front screen assembly is detached for attachment to a hopper.

Die Aufnahmevorrichtung (156) wird mit drei Feststelleinrichtungen (158A, 158B und 158C) dargestellt, welche die Form einer Kugeleinrichtung aufweisen, die sich von der Vorrichtung (156) nach oben erstrecken. Die Feststelleinrichtungen (158A, 158B und 158C) sorgen für das Feststellen mit den ergänzenden, sechsfachen dritten Feststelleinrichtungen (152A, 152B und 152C), die sich auf der zweiten Seite (118) des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (82) (siehe Figur 7) befinden; Die Feststelleinrichtungen (152A, 152B und 152C) sind in der Form von radial orientierten Nuten dargestellt. Diese Feststelleinrichtungen sorgen für die grobe Paßgenauigkeit des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (82) und der eingeschlossenen Produktionslochmaske (86) mit der Masken- Schweiß- und Spannungsmaschine. Die Installierung des Rahmens (82) an der Aufnahmevorrichtung (156) wird manuell durch die Verwendung der Griffe (90A, 90B und 90C) erreicht.The receiving device (156) is shown with three locking devices (158A, 158B and 158C) which are in the form of a ball device extending upwardly from the device (156). The locking devices (158A, 158B and 158C) provide for locking with the complementary six-fold third locking devices (152A, 152B and 152C) located on the second side (118) of the factory mounting frame (82) (see Figure 7); The locking devices (152A, 152B and 152C) are shown in the form of radially oriented grooves. These locking devices provide for the rough fit of the factory mounting frame (82) and the enclosed production shadow mask (86) with the mask welding and tensioning machine. The installation of the frame (82) on the support device (156) is achieved manually by the use of the handles (90A, 90B and 90C).

Die präzise Konfiguration der Lochmaskenaufnahmeoberfläche (148) in bezug auf die Kugeleinrichtungen (138A-C) der Produktionsfrontscheibe (120) wird durch eine optische Einrichtung in der zweiten Station (nicht abgebildet) der Masken- Schweiß- und Auslöse-Maschine abgebildet. Die Aufnahmevorrichtung (156), mit dem darauf befestigten fabrikgefertigten Befestigungsrahmen (82), wird dann an eine dritte Station der Masken-Schweiß- und Auslöse-Maschine gedreht, zusammen mit der Produktionsfrontscheibe (120) An dieser dritten Station kommen die genauen Paßgenauigkeits-Einrichtungen ins Spiel, um exakte und präzise Paßgenauigkeit der geklammerten Maske mit der Produktionsfrontscheibe (120) zu gewährleisten und um die Maskenaufnahmeoberfläche (148) in einer präzisen relativen Beziehung zu präsentieren, um die oben beschriebene Abbildungsinformation so zu gebrauchen, daß der Schweißkopf an der Masken-Schweiß- und Auslöse-Maschine wirksam angesteuert wird.The precise configuration of the shadow mask receiving surface (148) with respect to the ball means (138A-C) of the production faceplate (120) is imaged by an optical device in the second station (not shown) of the mask welding and releasing machine. The receiving device (156), with the factory-made mounting frame (82) mounted thereon, is then rotated to a third station of the mask welding and releasing machine, together with the production faceplate (120). At this third station, the precise registration devices come into play to insure exact and precise registration of the clamped mask with the production faceplate (120) and to present the mask receiving surface (148) in a precise relative relationship to achieve the above-described To use image information in such a way that the welding head on the mask welding and releasing machine is effectively controlled.

Nochmals in bezug auf Figur 7, umfaßt die vierte "genaue" Paßgenauigkeit leistende Einrichtung eine sechsfache Feststelleinrichtung (154A, 154B und 154C), die mit drei Kugeleinrichtungen, die sich von der zweiten Seite (118) des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (82) erstrecken, abgebildet ist. Als Ergänzung zu der sechsfachen Kugel-Feststelleinrichtung (154A, 154B und 154C) ist die zugeordnete sechsfache Feststelleinrichtung (160A, 160B und 160C) vorhanden, in Figur 10 mit Nuteneinrichtungen, die sich auf entsprechenden Kolbenköpfen (161A, 161B und 161C) befinden, dargestellt, wobei alle drei Kolbenköpfe auf einer Plattform befestigt sind und durch einen pneumatischen Kolben (die Plattform und der Kolben sind nicht abgebildet) synchron angehoben und gesenkt werden. Wie durch die zugeordneten Pfeile dargestellt, werden die Kolbenköpfe (161A, 161B und 161C) dazu gebracht, nach oben zu gehen, um so die Nuteneinrichtungen (160A, 160B und 160C) zum Einrücken mit den entsprechenden sechsfachen Kugel-Feststelleinrichtungen (154A, 154B und 154C) zu bringen, die sich an der zweiten Seite (118) des Rahmens (82) befinden, und um den fabrikgefertigten Befestigungsrahmen (82) in präzise Ausrichtung mit dem Ansteuerbezug des Laserstrahls zu heben, der dazu verwendet wird, die Produktionslochmaske (86) an die Maskenhaltekonstruktion (146) zu schweißen. Deshalb hat der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen (82) zwei in Beziehung stehende Anordnungen von sechsfachen Feststelleinrichtungen: Die erste der Anordnungen sorgt für den Transport des Rahmens (82) in eine grobe Position, relativ zu einem die Produktionsmaske verwendenden Betrieb, der als Laser-Masken-Schweiß- und Auslöseverfahren gekennzeichnet ist. Die zweite Anordnung sorgt für das Positionieren des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (82) in dem Schweiß- und Auslöse-Betrieb, daß wenn die Produktionsfrontscheibe (120) durch die Verbindung der Kugeleinrichtungen (138A-C) an der Frontscheibe mit den Nuteneinrichtungen (136A-C) an dem Rahmen in Paßgenauigkeit mit dem Rahmen gebracht wird, die Frontscheibe sich an einer Position befindet, so daß der Schweißkopf die Maskenbefestigungsoberfläche (148) gemäß der in der Abbildungsstation erhaltenen, gespeicherten Abbildungsinformation "finden" kann. Zusätzlich, wie bei dem Scheibenröhren- Belichtungsverfahren, sichert das Anpassen der Frontscheiben- Kugeleinrichtungen (138A-C) mit den Nuteneinrichtungen (136A-C) an dem fabrikgefertigten Befestigungsrahmen prazise Paßgenauigkeit an dem Schirm (145) mit dem zentralen Feld der Öffnungen (104) der geklammerten Maske, während dem Schweiß- und Auslöse-Betrieb.Referring again to Figure 7, the fourth "close" fitment means comprises a six-way locking means (154A, 154B and 154C) shown with three ball means extending from the second side (118) of the factory mounting frame (82). Complementing the six-way ball locking means (154A, 154B and 154C) is the associated six-way locking means (160A, 160B and 160C) shown in Figure 10 with groove means located on respective piston heads (161A, 161B and 161C), all three piston heads being mounted on a platform and being synchronously raised and lowered by a pneumatic piston (the platform and piston not shown). As shown by the associated arrows, the piston heads (161A, 161B and 161C) are caused to rise so as to cause the groove means (160A, 160B and 160C) to engage with the corresponding six-ball detents (154A, 154B and 154C) located on the second side (118) of the frame (82) and to raise the factory mounting frame (82) into precise alignment with the drive reference of the laser beam used to weld the production shadow mask (86) to the mask support structure (146). Therefore, the factory-made mounting frame (82) has two related arrangements of six-way locking devices: The first of the arrangements provides for the transport of the frame (82) into a rough position relative to an operation using the production mask, which is characterized as a laser mask welding and releasing process. The second arrangement provides for the positioning of the factory-made mounting frame (82) in the welding and Triggering operation, that when the production faceplate (120) is brought into registration with the frame by the connection of the ball means (138A-C) on the faceplate with the groove means (136A-C) on the frame, the faceplate is in a position so that the welding head can "find" the mask mounting surface (148) according to the stored imaging information received in the imaging station. In addition, as with the disk tube exposure method, the matching of the faceplate ball means (138A-C) with the groove means (136A-C) on the factory mounting frame insures precise registration of the screen (145) with the central array of apertures (104) of the clamped mask during the welding and triggering operation.

In weiterem bezug auf Figur 7, sorgen die Kugeleinrichtungen (154A, 154B und 154C) auch für präzise Paßgenauigkeit des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (82) mit einem Rahmenträger und somit für präzise Positionierung und Befestigung der Produktionslochmaske in dem erfindungsgemäßen, fabrikgefertigten Befestigungsrahmen.With further reference to Figure 7, the ball means (154A, 154B and 154C) also provide for precise fit of the factory-made mounting frame (82) with a frame carrier and thus for precise positioning and mounting of the production shadow mask in the factory-made mounting frame according to the invention.

In den Figuren 11A und 11B ist die Aufgabe der zweiten Anordnung der sechsfachen Feststelleinrichtungen, nämlich das Sicherstellen der absoluten Genauigkeit, höchst schematisch dargestellt. Die Kolbenköpfe (161A und 161B) (in Verbindung mit dem nicht abgebildeten Kolbenkopf 161C) haben in der Abbildung den fabrikgefertigten Befestigungsrahmen (82) von der groben Position gehoben, wobei der Rahmen (82) auf den Kugeleinrichtungen (158A, 158B und 158C) der Aufnahmevorrichtung (156) gesessen ist, durch die Verbindung der Kugeleinrichtungen mit den Nuteneinrichtungen (152A, 152B und 152C). Der Pfeil (88A) zeigt schematisch das Klammern der Maske (86) in dem Rahmen (82). In der Darstellung sitzt die Frontscheibe (120) auf dem Träger (162), der symbolisch als aus Kunststoff hergestellt gezeigt ist. Als Träger wird ein Kunststoff bevorzugt, der weicher ist als das Glas der Frontscheibe, da dieser die polierte Oberfläche der Frontscheibe nicht verkratzt oder auf andere Weise abnutzt.In Figures 11A and 11B, the purpose of the second arrangement of the six-fold locking devices, namely ensuring absolute accuracy, is shown very schematically. The piston heads (161A and 161B) (in connection with the piston head 161C not shown) have lifted the factory-made mounting frame (82) from the rough position in the illustration, the frame (82) sitting on the ball devices (158A, 158B and 158C) of the receiving device (156) by connecting the ball devices to the groove devices (152A, 152B and 152C). The arrow (88A) shows schematically the clamping of the mask (86) in the frame (82). In the illustration, the front screen (120) sits on the carrier (162), which symbolically shown as being made of plastic. A plastic that is softer than the glass of the windscreen is preferred as the carrier, as this will not scratch or otherwise wear down the polished surface of the windscreen.

Wie durch den zugeordneten Pfeil dargestellt, kann der Träger (162) durch den pneumatischen Kolben (163), in Figur 11A in gesenkter Position dargestellt, angehoben und gesenkt werden.As shown by the associated arrow, the carrier (162) can be raised and lowered by the pneumatic piston (163), shown in the lowered position in Figure 11A.

Figur 11B zeigt die Produktionsfrontscheibe (120) durch den Kolben (163) angehoben, und zwar in eine exakte Paßgenauigkeit mit dem fabrikgefertigten Befestigungsrahmen (82), und wobei die Produktionslochmaske (86) darin enthalten ist. Die Paßgenauigkeit leistenden Einrichtungen der Produktionsfrontscheibe mit dem fabrikgefertigten Befestigungsrahmen umfassen in der Darstellung die Verbindung der Kugeleinrichtungen (138A, 138B) (und 138C, nicht abgebildet), die von der Frontscheibe (120) vorstehen, mit den Nuteneinrichtungen (136A, 136B) (und 136C, nicht abgebildet), die von dem fabrikgefertigten Befestigungsrahmen (82) nach innen vorstehen. Die Maskenaufnahmeoberfläche (148) der Lochmaskenhaltekonstruktion (146) ist in Figur 11B im direkten, einheitlichen Kontakt mit der Lochmaske (86) dargestellt. Die Maske (86) könnte ebenso gut in einer negativen Interferenzbeziehung mit der Maskenaufnahmeoberfläche (148), Maskenhaltekonstruktion (146) sein.Figure 11B shows the production faceplate (120) lifted by the piston (163) into precise registration with the factory mounting frame (82) and with the production shadow mask (86) contained therein. The means for registering the production faceplate with the factory mounting frame are shown to include the connection of the ball means (138A, 138B) (and 138C, not shown) projecting from the faceplate (120) to the groove means (136A, 136B) (and 136C, not shown) projecting inwardly from the factory mounting frame (82). The mask receiving surface (148) of the shadow mask support structure (146) is shown in Figure 11B in direct, unitary contact with the shadow mask (86). The mask (86) could equally well be in a negative interference relationship with the mask receiving surface (148), mask support structure (146).

Die noch unter Spannung in dem fabrikgefertigten Befestigungsrahmen (82) geklammerte Produktionslochmaske (86) ist an die Maskenaufnahmeoberfläche (148) der Lochmaskenhaltekonstruktion (146) geschweißt; die Schweißlinie (164) ist in den Figuren 4 und 10 abgebildet. Das Schweißen wird vorzugsweise mit dem Strahl eines Kohlendioxid-Lasers vorgenommen. Das Schweißverfahren wird in Figur 11B schematisch durch den Pfeil (166), der den Laserstrahl darstellt, abgebildet.The production shadow mask (86), still clamped under tension in the factory-made mounting frame (82), is welded to the mask receiving surface (148) of the shadow mask support structure (146); the weld line (164) is shown in Figures 4 and 10. The welding is preferably carried out with the beam of a carbon dioxide laser. The welding process is shown schematically in Figure 11B by the arrow (166) representing the laser beam.

Nach Beendigung des Schweißens, wird die Leistung des Strahls herabgesetzt, und der Rahmen (106), aus nicht-perforiertem Metall, der Produktionslochmaske (86) wird an der Trennlinie (108), dargestellt durch den Pfeil, ausgelöst; die Trennlinie (108) ist auch in den Figuren 4 und 10 abgebildet.After completion of welding, the power of the beam is reduced and the non-perforated metal frame (106) of the production shadow mask (86) is released at the parting line (108) shown by the arrow; the parting line (108) is also shown in Figures 4 and 10.

Nach Beendigung des Auslösevorgangs, ist die Produktionslochmaske, jetzt durch die Maskenhaltekonstruktion (146) gesichert, losgelöst von dem fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (82), und die Einrichtung ist zu einem funktionsfähigen Frontscheibenzusammenbau geworden, mit einem leuchtstofftragenden Schirm (145) und bereit zur Anbringung an einen Trichter. Die Anbringung eines Frontscheibenzusammenbaus an einen Trichter ist in Figur 1 dargestellt.Upon completion of the firing operation, the production shadow mask, now secured by the mask retaining structure (146), is released from the factory mounting frame (82) and the device has become a functional faceplate assembly, with a phosphor-bearing screen (145) and ready for attachment to a funnel. Attachment of a faceplate assembly to a funnel is shown in Figure 1.

Der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen (82) wird wieder in die Maskenspannungs- und Klammermaschine (86) installiert, und der Rest der Maske (86), der noch in den Rahmen (82) geklammert ist, das heißt, der Rahmen (106) aus nicht-perforiertem Metall, wird aus dem Rahmen entfernt, und eine neue Produktionslochmaske wird in den Rahmen gespannt und geklammert. Dann wird der Zyklus der Frontscheiben-Bildabschirmung und des Masken-Schweißens und Auslösens wiederholt.The factory-made mounting frame (82) is reinstalled in the mask tensioning and clamping machine (86), and the remainder of the mask (86) still clamped in the frame (82), that is, the non-perforated metal frame (106), is removed from the frame, and a new production shadow mask is tensioned and clamped in the frame. Then the cycle of front-panel image shielding and mask welding and firing is repeated.

Zusammengefaßt umfaßt das Verfahren gemäß einem bevorzugten Aspekts der Erfindung zur Verwendung bei der Herstellung einer Farbkathodenstrahlröhre mit einer flachen Frontscheibe und einer gespannten Folienlochmaske das folgende:In summary, the method according to a preferred aspect of the invention for use in the manufacture of a color cathode ray tube having a flat front panel and a tensioned foil shadow mask comprises the following:

es stellt einen wiederverwendbaren, allgemein rechteckigen fabrikgefertigten Befestigungsrahmen mit schnellauslösbaren, mechanischen Maskenhalteeinrichtungen bereit;it provides a reusable, generally rectangular, factory-made mounting frame with quick-release, mechanical mask retention devices;

es trägt temporär und auslösbar durch mechanische Maskenhalteeinrichtungen eine Produktionslochmaske unter Spannung an dem Rahmen;it temporarily and releasably carries a production aperture mask under tension on the frame by mechanical mask holding devices;

es stellt an einer ersten Seite des Rahmens eine sechsfache Feststelleinrichtung bereit und, unter Verwendung der Feststelleinrichtung, leistet Paßgenauigkeit des Rahmens und der Maske mit einer Bildbelichtungs-Scheibenröhre, die eine ergänzende sechsfache Feststelleinrichtung aufweist;providing a six-point locking device on a first side of the frame and, using the locking device, registering the frame and the mask with an image exposure disk tube having a complementary six-point locking device;

es stellt an einer zweiten, entgegengesetzten Seite des Rahmens eine sechsfache Feststelleinrichtung bereit, und leistet Paßgenauigkeit des Rahmens und der Maske mit einer Einrichtung zum Befestigen der Maske an einer Maskenhaltekonstruktion an der Frontscheibe;it provides a six-point locking device on a second, opposite side of the frame, and provides for the fit of the frame and the mask with a device for securing the mask to a mask support structure on the front screen;

es befestigt die Maske an der Maskenhaltekonstruktion; undit attaches the mask to the mask support structure; and

es löst den kombinierten Masken- und Frontscheibenzusammenbau von dem Rahmen und löst dadurch den Rahmen zur Wiederverwendung aus.it detaches the combined mask and front screen assembly from the frame, thereby releasing the frame for reuse.

Zusätzlich und weiterhin im Einklang mit einem bevorzugten Aspekt des erfinderischen Verfahrens, werden eine dritte und eine vierte sechsfache Feststelleinrichtung an der zweiten Seite (118) des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (82) bereitgestellt, und zwar zur groben bzw. genauen Paßgenauigkeit des erfindungsgemäßen Rahmens (82) und der Produktionsmaske (86), mit einer ergänzenden sechsfachen Feststelleinrichtung an der Masken-Schweiß- und Auslöse-Maschine. Es ist ein wesentliches Merkmal, daß das Material, aus dem der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen hergestellt ist, eine wiederverwendbare Konstuktion sicherstellt, es von starrer Bauweise ist, und daß es trotzdem zur leichten Handhabung von verhältnismäßig geringem Gewicht ist. Ein bevorzugtes Material ist rostfreier Stahlguß, der für die notwendige Steifheit sorgt und gegen Korrosion widerstandsfähig ist. Das erfindungsgemäß leichte Gewicht des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens stammt von seiner Konstruktion, und zwar dadurch, daß er in der Form von dünnen Hauptstücken, die von zahlreichen Keilstücken getragen werden, gegossen ist. Der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen wird wiederverwendbar gemacht, durch die Tatsache, daß der aus nicht-perforiertem Metall bestehende Rahmen (106) der Produktionslochmaske nicht dauerhaft, durch Verfahren wie das Schweißen, an den fabrikgefertigten Befestigungsrahmen befestigt ist, sondern durch erfindungsgemäße, schnellauslösbare mechanische Einrichtungen. Die Bestandteile der sechsfachen Feststelleinrichtungen, wie der Nuteneinrichtungen und Kugeleinrichtungen, sind unbedingt gehärtet, zum Begrenzen der Folgen der körperlichen Abnutzung und des körperlichen Stosses und des Auftreffens, alles Eigenmerkmale während der Produktion beim Positionieren und Entfernen des Rahmens per Hand.Additionally, and still in accordance with a preferred aspect of the inventive method, third and fourth six-point locking means are provided on the second side (118) of the factory-made mounting frame (82) for rough and precise fitting of the inventive frame (82) and the production mask (86), respectively, with a complementary six-point locking means on the mask welding and releasing machine. It is an essential feature that the material from which the factory-made mounting frame is made ensures a reusable construction, it is of rigid construction, and yet it is relatively light in weight for easy handling. A the preferred material is cast stainless steel which provides the necessary rigidity and is resistant to corrosion. The lightweight nature of the factory mounting frame according to the invention derives from its construction, namely by being cast in the form of thin main pieces supported by numerous wedge pieces. The factory mounting frame is made reusable by the fact that the non-perforated metal frame (106) of the production shadow mask is not permanently attached to the factory mounting frame by methods such as welding, but by quick-release mechanical means according to the invention. The components of the six-way locking means, such as the groove means and ball means, are necessarily hardened to limit the effects of physical wear and physical shock and impact, all inherent in production when positioning and removing the frame by hand.

Die Figuren 12-24 offenbaren weitere Aspekte der Erfindung, einschließlich der bevorzugten Form der schnellauslösbaren mechanischen Maskenhalteeinrichtung zur Verwendung an dem wiederverwendbaren fabrikgefertigten Befestigungsrahmen, um temporär und abnehmbar die Produktionslochmaske unter Spannung zu halten.Figures 12-24 disclose further aspects of the invention, including the preferred form of quick-release mechanical mask retaining means for use with the reusable factory-made mounting frame to temporarily and removably hold the production shadow mask under tension.

Die Figuren 12-14 zeigen die Einzelheiten der Klammereinrichtung in der Form von Federklammern (218, 218'), welche die erfinderische Idee verkörpern.Figures 12-14 show the details of the clamping device in the form of spring clamps (218, 218'), which embody the inventive idea.

Die Figuren 15 und 16 zeigen einen fabrikgefertigten Befestigungsrahmen (220), der dieselben Funktionen wie der Rahmen (82) der Figuren 6 und 7 hat, für das wiederholbare Leisten präziser Paßgenauigkeit einer Folienproduktionslochmaske mit einer Frontscheibe, während der Herstellung. Wie in Figur 16 zu sehen ist, ist eine Mehrzahl von Federklammern (218) in Reihen entlang jeder Seite des Rahmens (220) zum Klammern der Maskenfolie angeordnet.Figures 15 and 16 show a factory-made mounting frame (220) which has the same functions as the frame (82) of Figures 6 and 7, for the repeatable precise fit of a film production shadow mask with a front panel during manufacture. As seen in Figure 16, a plurality of spring clips (218) are arranged in rows along each side of the frame (220) for clamping the mask sheet.

Wie bereits beschrieben, sorgt der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen (220) ebenso wie der Rahmen (82) für das Befestigen einer Produktionslochmaske (222) während der Bildbelichtung einer Produktionsfrontscheibe in einer Scheibenröhre, und dient als Befestigung für das Verfahren des Schweißens und Trennens der Produktionsmaske. Der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen ist wiederverwendbar und umfaßt eine allgemein rechteckige Rahmeneinrichtung sowie einen schnellauslösbaren Mechanismus, der eine Maskenhalteeinrichtung (z.B. Federklammern (218)) zum temporären und abnehmbaren Halten einer Produktionslochmaske (222) unter Spannung, unter Verwendung der Federklammern (218), aufweist. Der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen dient zur schnellen Auslösung einer Produktionslochmaske (222), ohne die Verwendung von Bindemitteln und ohne Schweißen. Ohne weiter ins Detail zu gehen, ist es ausreichend zu erwähnen, daß der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen (220) Aufnahmeeinrichtungen in der Form von Nuten (224) (Figur 16) beinhaltet, zum Aufnehmen einer Ecke (226) der Lochmaske (222), wobei Federklammern (218) die Lochmaske in den Nuten festhalten. Im wesentlichen umfassen die Federklammern eine schnellauslösbare mechanische Maskenhalteeinrichtung zum Halten der Lochmaske unter Spannung in der durch Nuten (224) gebildeten Aufnahmeeinrichtung.As previously described, the factory-made mounting frame (220), like the frame (82), provides for securing a production shadow mask (222) during the image exposure of a production front panel in a panel tube, and serves as a fixture for the process of welding and separating the production mask. The factory-made mounting frame is reusable and includes a generally rectangular frame means and a quick-release mechanism having a mask holding means (e.g., spring clips (218)) for temporarily and removably holding a production shadow mask (222) under tension using the spring clips (218). The factory-made mounting frame serves to quickly release a production shadow mask (222) without the use of bonding agents and without welding. Without going into further detail, it is sufficient to mention that the factory-made mounting frame (220) includes receiving means in the form of grooves (224) (Figure 16) for receiving a corner (226) of the shadow mask (222), with spring clips (218) holding the shadow mask in the grooves. Essentially, the spring clips comprise a quick-release mechanical mask holding means for holding the shadow mask under tension in the receiving means formed by grooves (224).

Die Maskenspannungs- und Klammermaschine (96) (Figur 3) empfängt den fabrikgefertigten Befestigungsrahmen (220), der durch einen Bediener in einer dem Laden des Rahmens (82) ähnlichen Weise in die Maschine geladen wird. Die Maschine dient auch zum Aufnehmen einer sich im freien Zustand befindlichen Lochmaske (222) zwischen den oberen bzw. unteren Platten (100 und 102). Wie bereits vorstehend bemerkt, werden die Platten erwärmt, um die Temperatur der Lochmaske (222) zu erhöhen, während die Platten die Maske zwischen sich einschließen, wobei das Einschließen zwischen den Platten hauptsächlich dazu dient, die Maske zu glätten und diese faltenfrei zu machen. Die Ecken (226) der Lochmaske sind während die Lochmaske erwärmt wird, durch Federklammern (218) des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens in die Nuten (224) geklammert. Die an den Ecken geklammerte Lochmaske kann dann abkühlen und in Spannung schrumpfen, während sie in diesem Zustand temporär und abnehmbar durch Federklammern (218) an dem Rahmen (220) gehalten wird. Der Rahmen, mit seiner gespannten Lochmaske, ist dann bereit um durch andere Verfahrensschritte, wie das vorher genannte Bildbelichten einer Produktionsfrontscheibe in einer Scheibenröhre, geleitet zu werden.The mask tensioning and clamping machine (96) (Figure 3) receives the factory-made mounting frame (220) which is loaded into the machine by an operator in a manner similar to loading the frame (82). The machine also serves to pick up a shadow mask (222) in the free state. between the upper and lower plates (100 and 102), respectively. As previously noted, the plates are heated to raise the temperature of the shadow mask (222) while the plates enclose the mask therebetween, the enclosing between the plates serving primarily to smooth the mask and de-wrinkle it. The corners (226) of the shadow mask are clamped into the grooves (224) by spring clips (218) of the factory-made mounting frame while the shadow mask is being heated. The shadow mask clamped at the corners is then allowed to cool and shrink in tension while temporarily and removably held in this condition to the frame (220) by spring clips (218). The frame, with its tensioned shadow mask, is then ready to be passed through other processing steps, such as the aforementioned image exposure of a production windshield in a disk tube.

Noch einmal in bezug auf die Figuren 12 und 13, umfaßt jede Federklammer (218) eine verhältnismäßig starke, allgemein U- förmige äußere Feder (228) sowie eine allgemein U-förmige innere Feder (230) von geringerer Stärke. Ein Paar von Schuhen (232) mit allgemein umgekehrter L-Form, ist über die fernen Enden der U- förmigen Feder positioniert, wie in den Figuren 12 und 14 dargestellt. Positionsstifte, allgemein mit (240) bezeichnet, erstrecken sich frei durch konzentrisch gelegene Öffnungen in den Schuhen (232) und den Beinen der Feder (228), siehe Figuren 12 und 14. Insbesondere hat jeder Stift (240) ein kleineres Ende (240a), das sich durch den entsprechenden Schuh (232) erstreckt sowie ein größeres Ende (240b), das mit der nach außen gerichteten Fläche seines zugeordneten Schuhs aneinanderstößt und sich durch die Öffnung (242) in dem angrenzenden Bein der Feder (228) erstreckt. Die fernen Enden der U-förmigen inneren Feder (230) sind auseinandergezweigt und befinden sich an Enden (240a) der Stifte (240), während sie gleichzeitig eine neigende Kraft gegen die Innenoberflächen der Schuhe (232) in entgegengesetzte Richtungen ausüben, wie durch die Pfeile "B" (Figur 12) dargestellt ist. Die Kombination der sich neigenden Feder (230) und der zusammenwirkende Aufbau der Schuhe (232), sorgt für eine "pendelnde" oder "Leerlauf-" Wirkung für die Schuhe (232), so daß die Schuhe die Ecken der Lochmaske freigeben und einrasten können, wenn eine Federklammer (218) in eine Nut (224) in dem fabrikgefertigten Befestigungsrahmen eingeführt wird; dies alles geschieht in einer Weise, die beschrieben werden wird.Referring again to Figures 12 and 13, each spring clip (218) includes a relatively strong, generally U-shaped outer spring (228) and a generally U-shaped inner spring (230) of lesser strength. A pair of shoes (232) of generally inverted L-shape are positioned over the distal ends of the U-shaped spring as shown in Figures 12 and 14. Position pins, generally designated (240), extend freely through concentrically located openings in the shoes (232) and the legs of the spring (228), see Figures 12 and 14. In particular, each pin (240) has a smaller end (240a) extending through the corresponding shoe (232) and a larger end (240b) abutting the outwardly facing surface of its associated shoe and extending through the opening (242) in the adjacent leg of the spring (228). The distal ends of the U-shaped inner spring (230) are branched and located at ends (240a) of the pins (240) while simultaneously providing a biasing force against the inner surfaces of the shoes (232) in opposite directions as shown by arrows "B" (Figure 12). The combination of the biasing spring (230) and the cooperative construction of the shoes (232) provides a "rocking" or "idling" action for the shoes (232) so that the shoes can clear the corners of the shadow mask and snap into place when a spring clip (218) is inserted into a groove (224) in the factory-made mounting frame, all in a manner to be described.

An dieser Stelle soll angemerkt werden, daß die Federklammer (218') von Figur 14 sich von der Federklammer (218) der Figuren 12 und 13 nur dadurch unterscheidet, daß der Stift (240), der dem Bein des linken Schuhs (252) (wie in Figur 14 zu sehen) zugeordnet ist, geschweißt ist, oder auf eine andere Weise an das linke Bein der U-förmigen Feder (228) befestigt ist. Diese Schweißung ist durch die Bezugsnummer (241) gekennzeichnet. Dadurch wird der linke Schuh (232) wirksam festgesetzt, und zwar für nachstehend erklärten Zweck.It should be noted here that the spring clip (218') of Figure 14 differs from the spring clip (218) of Figures 12 and 13 only in that the pin (240) associated with the leg of the left shoe (252) (as seen in Figure 14) is welded or otherwise secured to the left leg of the U-shaped spring (228). This weld is identified by the reference numeral (241). This effectively secures the left shoe (232) for the purpose explained below.

In bezug auf die Figuren 17 und 18 in Verbindung mit Figur 3, wird die Maschine (96) Reihen von Betätigungsmechanismen beinhaltend, allgemein mit (244) bezeichnet, dargestellt, und zwar befinden sich die Mechanismen um die Außenseite der vier Seiten der unteren Heizplatte (102) herum. Zumindest Teile dieser Mechanismen werden in den Figuren 17-24 gezeigt, und sie dienen zur Einwirken auf das Schließen und Öffnen der Federklammern (218). Wie in den Figuren 17 und 18 abgebildet, dient ein solcher Betätigungsmechanisrnus (244) zum Schließen und Öffnen eines angrenzenden Paars von Federklammern (218). Die Betätigungsmechanismen werden durch pneumatische Kolben und Zylindereinrichtungen (246) betrieben, welche auf das Steuerzentrum reagieren, das den zyklischen Betrieb der Maschine (96) regelt.Referring to Figures 17 and 18 in conjunction with Figure 3, the machine (96) is shown as including series of actuating mechanisms, generally designated (244), the mechanisms being located around the outside of the four sides of the lower heating plate (102). At least portions of these mechanisms are shown in Figures 17-24 and are for acting on the closing and opening of the spring clips (218). As shown in Figures 17 and 18, one such actuating mechanism (244) is for closing and opening an adjacent pair of spring clips (218). The actuating mechanisms are operated by pneumatic piston and cylinder devices (246) which are responsive to the control center which regulates the cyclic operation of the machine (96).

Jeder Betätigungsmechanismus (244) umfaßt eine scherenartige Federklammer-Schließvorrichtung, oder Greifer, allgemein mit (248) bezeichnet, einen Nockenkeil (250) sowie einen pneumatischen Kolben und eine Zylindervorrichtung (246). Die Scherenvorrichtung (248) umfaßt ein Paar von Armen (248a), die in der Mitte zwischen ihren Enden drehbar sind, wie bei (252), um an dem einen Ende der Scherenvorrichtung entgegengesetzte Klemmbacken (254) und an dem anderen entgegengesetzten Ende Betätigungsarme (256) zu definieren. Auf jeder Klemmbacke (254) wird ein entfernbares Gummipolster (255) angebracht, zur Einrückung mit der Unterseite des entsprechenden Schuhs (232), siehe Figur 19. Diese Anordnung dient dazu, zu verhindern, daß die Ausbuchtung der U-Feder (228) nicht auf die Klemmbacken (254) aufsitzt, und da sie entfernbar sind, können sie nach dem sie sich abgenutzt haben, ersetzt werden, anstatt den ganzen Scherenarm (248a) zu ersetzen. Zusätzlich umfaßt jede Greiferbacke (254) ein Paar von Vertiefungen (275), um jede Federklammereinrichtung (218) allgemein entlang den vier Reihen von Schereneinrichtungen (248) zu positionieren. Eine Spannfeder (258) ist zwischen den Betätigungsarmen (256) angebracht, um die Arme nach innen zu neigen ,und dadurch die Klemmbacken (254) in ein offene Position zu bringen. Ein Paar von Laufrollen (260) ist in dem Unterteil der Betätigungsarme (256) gelagert, um in eine von zwei Rastoberflächen (250a, 250b) an einem Nockenkeil (250) einzugreifen, wie nachstehend beschrieben ist.Each actuating mechanism (244) includes a scissor-type spring clamp closing device, or gripper, generally designated (248), a cam wedge (250), and a pneumatic piston and cylinder device (246). The scissor device (248) includes a pair of arms (248a) rotatable midway between their ends, as at (252), to define opposed jaws (254) at one end of the scissor device and actuating arms (256) at the other opposed end. A removable rubber pad (255) is mounted on each jaw (254) for engagement with the bottom of the corresponding shoe (232), see Figure 19. This arrangement serves to prevent the bulge of the U-spring (228) from failing to seat the jaws (254) and, since they are removable, they can be replaced after they have worn out rather than replacing the entire scissor arm (248a). In addition, each gripper jaw (254) includes a pair of recesses (275) for positioning each spring clip means (218) generally along the four rows of scissor means (248). A tension spring (258) is mounted between the actuating arms (256) for biasing the arms inwardly and thereby placing the jaws (254) in an open position. A pair of rollers (260) are mounted in the base of the actuator arms (256) to engage one of two detent surfaces (250a, 250b) on a cam key (250) as described below.

Der Nockenkeil (250) arbeitet mit einem Plunger bzw. einer Verlängerung (262) des Kolbenteils der Kolben- und Zylindervorrichtung (246) zusammen. Eine vorgespannte Schraubenfeder (264) umgibt den Plunger (262). Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß eine Bewegung des Nockenkeils (250) durch die pneumatische Kolben- und Zylindervorrichtung (246) in die Richtung des Pfeiles "B" (Figur 17), zur Folge hat, daß der Nockenkeil in die Laufrollen (260) eingreift, die an den unteren Enden der Betätigungsarme (256) gelagert sind. Eine Verschiebung des Nockenkeils (250) nach oben von der Grundposition (Figur 17), bei der sich die Nockenrastoberfläche (250a) im Eingriff mit der Rolle (260) befindet, in eine erhöhte Position (Figur 19), bei der sich die Rastoberfläche (250b) im Eingriff mit der Rolle (260) befindet, hat eine Spreizung der Betätigungsarme (248a) nach außen, in Richtung der Pfeile "C" zur Folge, was eine gedrehte Verschiebung der Klemmbacken (254) um den Punkt (252) nach innen, in Richung der Pfeile "D" auslöst. Da sich die Klemmbacken (254) im Eingriff mit Federklammer (218) befinden, hat eine Bewegung der Klemmbacken nach innen die Wirkung, daß die Beine der U-förmigen Feder nach innen gedrückt werden, um so die Federklammer zu schließen ,und eine Bewegung der Schuhe (232) nach innen, in Richtung der Pfeile "E", siehe Figur 19, zu bewirken.The cam wedge (250) cooperates with a plunger or extension (262) of the piston part of the piston and cylinder device (246). A pre-tensioned coil spring (264) surrounds the plunger (262). From the above it can be seen that movement of the cam wedge (250) by the pneumatic piston and cylinder device (246) in the direction of arrow "B" (Figure 17) results in the cam wedge engaging the rollers (260) which are attached to the lower ends of the actuating arms (256). An upward displacement of the cam wedge (250) from the basic position (Figure 17) in which the cam detent surface (250a) is in engagement with the roller (260) to an elevated position (Figure 19) in which the detent surface (250b) is in engagement with the roller (260) results in an outward spreading of the actuating arms (248a) in the direction of the arrows "C", which triggers a rotated displacement of the clamping jaws (254) about the point (252) inwards in the direction of the arrows "D". Since the jaws (254) are in engagement with the spring clip (218), inward movement of the jaws has the effect of forcing the legs of the U-shaped spring inwardly so as to close the spring clip and cause the shoes (232) to move inwardly in the direction of arrows "E", see Figure 19.

Die oben beschriebene Funktionsweise des Betätigungsmechanismuses (244) ist in Figur 19 dargestellt und dessen Betrieb in Verbindung mit der Maskenklammerfunktion der oberen und unteren Heizplatten (100 und 102) der Maschine (96), dient zum Klammern der Ecken (226) der Maske (222) in die Aufnahmenuten (224) des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (282).The above-described operation of the actuating mechanism (244) is shown in Figure 19 and its operation in conjunction with the mask clamping function of the upper and lower heating plates (100 and 102) of the machine (96) serves to clamp the corners (226) of the mask (222) into the receiving grooves (224) of the factory-made mounting frame (282).

Genauer zeigt Figur 17 die vorstehenden Bestandteile in einem Zustand, bei dem der Nockenkeil (250) gesenkt ist, die Greiferbacken (254) sowie die Federklammer (218) geschlossen sind und sich der Betätigungsmechanismus (244) in seinem abgeschalteten Zustand befindet.More specifically, Figure 17 shows the above components in a condition in which the cam wedge (250) is lowered, the gripper jaws (254) and the spring clip (218) are closed, and the actuating mechanism (244) is in its disengaged state.

Jetzt in bezug auf Figur 19, wurde ein fabrikgefertigter Befestigungsrahmen (220) in die zentrale Öffnung der Maschine (96) von Figur 3 eingeführt, und er wird von Laderollen (266) (nur eine abgebildet) getragen.Referring now to Figure 19, a factory-made mounting frame (220) has been inserted into the central opening of the machine (96) of Figure 3, and is supported by loading rollers (266) (only one shown).

Um das Verfahren zum Erhitzen, Ausdehnen, Klammern, Abkühlen und Spannen einer Maske einzuleiten, wird eine Folienmaske (222) auf der unteren Heizplatte (102) angebracht und darauf mit einem Paar von Maskenpositionsstiften (268) festgestellt. Einer dieser Stifte tritt in ein Loch (222h) in der Maske ein, während der andere Stift in einem Maskenschlitz (222s) aufgenommen wird, siehe Figur 19. Dann wird die obere Heizplatte (100) heruntergelassen, um die Maske (222) zwischen sich und der Platte (102) einzuschließen, um sie "auszustrecken". Die eingeschlossene Maske wird dann durch die Platten erwärmt, um eine Ausdehnung der Maske einzuleiten.To initiate the process of heating, expanding, clamping, cooling and tensioning a mask, a film mask (222) is placed on the lower heater plate (102) and secured thereto with a pair of mask positioning pins (268). One of these pins enters a hole (222h) in the mask while the other pin is received in a mask slot (222s), see Figure 19. Then the upper heater plate (100) is lowered to enclose the mask (222) between itself and the plate (102) to "stretch" it. The enclosed mask is then heated by the plates to initiate expansion of the mask.

Der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen (220) wird dann gesenkt und berührt die untere Heizplatte (102). Wenn die untere Platte (102) nach unten gedrückt wird, folgt ihr die obere Platte. Jetzt in bezug auf Figur 20, wird die eingeschlossene Maske (222) dann mit konstanter Einheitlichkeit in die Nuten (224) der Vorrichtung (220) eingerastet, und zwar durch die Schuhe (232), die nach innen gedrückt werden, durch die nach innen gerichtete Kante (2241) der Befestigungsnut (224). Dieser Vorgang dient zum Rollen der Maske direkt um die Kante (2241), während der Schuh (232) relativ zu der Maske gegen den Widerstand, dargestellt durch die Sperrfeder (230), gleitet. Gleichzeitig gleiten die Unterseiten der Schuhrandleisten über die Gummipolster (255).The factory mounting frame (220) is then lowered and contacts the lower heating plate (102). As the lower plate (102) is pressed down, the upper plate follows. Now referring to Figure 20, the enclosed mask (222) is then locked into the grooves (224) of the device (220) with constant uniformity by the shoes (232) being pressed inwardly by the inwardly facing edge (2241) of the mounting groove (224). This action serves to roll the mask directly around the edge (2241) as the shoe (232) slides relative to the mask against the resistance presented by the locking spring (230). At the same time, the undersides of the shoe skirts slide over the rubber pads (255).

Während dem vorstehend beschriebenen Verfahren, d.h. während der Rahmen (220) gesenkt wird, greift jeder der drei Feststellschlitze (270) in seinem äußeren Flanschbereich in eine der drei Präzisionsführungskugeln (272) ein, die pneumatisch nach oben gedrückt werden. Diese Anordnung stellt eine genaue Ausrichtung des Rahmens (220) in bezug auf die Reihe sicher, da die laterale Beziehung der Führungskugeln relativ zu den Positionsstiften (268) auf der unteren Heizplatte (102) befestigt ist.During the process described above, i.e., while the frame (220) is being lowered, each of the three locking slots (270) in its outer flange area engages one of the three precision guide balls (272) which are pneumatically pushed upward. This arrangement ensures accurate alignment of the frame (220) with respect to the row since the lateral relationship of the guide balls is fixed relative to the positioning pins (268) on the lower heater plate (102).

Es soll an dieser Phase, Figur 20, angemerkt werden, daß das Halten des Rahmens (220) von den Rollen (266) auf die Kugeln (272) übertragen wurde, und daß der Rahmentransport (276) weiterhin Druck nach unten auf den Rahmen (220) ausübt, um den Rahmen gegen die Reihe der die Folie umschließenden Schuhe (232) zu drücken. Dies wird durch den Eingriff der Transportkontakte (278) mit dem Rahmen (220) erreicht, wenn diese den Rahmen nach unten, gegen die von den pneumatisch belasteten Führungskugeln (272) ausgeübte Spannkraft drücken, und gegen die sich ergebende zusätzliche Spannkraft, die von der pneumatisch erweiterten unteren Heizplatte (102) ausgeübt wird.It should be noted at this stage, Figure 20, that the holding of the frame (220) has been transferred from the rollers (266) to the balls (272), and that the frame transport (276) continues to exert downward pressure on the frame (220) to press the frame against the row of film-enclosing shoes (232). This is accomplished by the engagement of the transport contacts (278) with the frame (220) as they press the frame downward against the clamping force exerted by the pneumatically loaded guide balls (272), and against the resulting additional clamping force exerted by the pneumatically extended lower heater plate (102).

In bezug auf Figur 21, wird eine Bewegung des Rahmens (220) nach unten durch die Schuhe (232) gestoppt, da diese, nachdem sie ganz in die Nut (224) eingeführt sind, jegliche Transportbelastung des Rahmens halten, und zwar durch ihr Zusammenwirken mit den Gummipolstern (255) an den Scheren (248), die wiederum vertikal in dem Maschinenfundament durch Drehstangen (252) gesperrt sind.With reference to Figure 21, downward movement of the frame (220) is stopped by the shoes (232) since, once fully inserted into the groove (224), they hold any transport load on the frame by their interaction with the rubber pads (255) on the scissors (248) which in turn are vertically locked in the machine foundation by pivot rods (252).

Als nächstes werden die pneumatischen Zylinder (246) entladen, wodurch die Federn (264) die Nockenkeile (250) einziehen können. Dies bewirkt ein Öffnen der Greiferbacken (254) und dadurch ein Freisetzen der U-förmigen Federn (228), so daß nach einem anschließenden Anheben des Rahmentransporters (276), der Rahmen (220) zusammen mit seiner sich durch die Wärme zusammenziehenden Lochmaske (222) und Klammereinrichtung (218), frei von allen Verfahrensbestandteilen der Maschine (96) sind. Dieser Zustand, dargestellt in Figur 22, erlaubt die Entfernung des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (220) und der Lochmaske (222) für weitere Verfahrensschritte bei dem Verfahren zur Herstellung von Kathodenstrahlröhren.Next, the pneumatic cylinders (246) are discharged, allowing the springs (264) to retract the cam wedges (250). This causes the gripper jaws (254) to open and thereby release the U-shaped springs (228) so that after subsequent raising of the frame transporter (276), the frame (220) together with its heat-contracting shadow mask (222) and clamping device (218) are free of all process components of the machine (96). This condition, shown in Figure 22, allows the removal of the factory-made mounting frame (220) and shadow mask (222) for further process steps in the process for manufacturing cathode ray tubes.

In der vorstehenden Erörterung sind Verfahrensschritte zum Erwärmen einer Folienlochmaske sowie das dann folgende Einrasten, Installieren und Verankern dieser in einen fabrikgefertigten Produktionsbefestigungsrahmen beschrieben worden. Dieses halbautomatische Verfahren ist jedoch ein "geschlossener Kreis". Ein Rahmen, der durch alle anderen Verfahrensschritte der Herstellung von Kathodenstrahlröhrenvorderseiten gegangen ist, kommt zurück in die Maskenspannungs- und Klammermaschine (96), die die Peripherie der Lochmaske (222) enthält, wobei der zentrale Reihenteil mit einem Laserstrahl losgelöst worden ist, nachdem er vorher an eine Maskenhaltekonstruktion, die an der Frontscheibe der Kathodenstrahlröhre angebracht ist, geschweißt wurde. Diese Peripherie ist durch die Federklammern (218) fest an den fabrikgefertigten Befestigungsrahmen (220) geklammert. Um den in Figur 19 dargestellten Stand zu erreichen, muß der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen mit seinem Maskenausschußteil in die Maschine (96) geladen werden, müssen die Federklammern temporär abgenommen werden sowie der Maskenausschuß entfernt werden. Die Konfiguration der Maschine zu Beginn dieses Verfahrens wird am besten in Figur 22 dargestellt, mit der Ausnahme, daß der Rahmen (220) und die Federklammern (218), die gerade davor in die Maschine (96) geladen worden sind, nur einen peripheren Ausschußteil (226) der Lochmaske (222), wie in den Figuren 23 und 24 dargestellt, festhalten. Der Rahmen (220) wird durch den Rahmenträger (276) so gesenkt, daß die Federklammern (218) frei in die offenen Klemmbacken (254) der Mehrzahl der Scherenvorrichtung (248) eintreten. Die Bewegung des Trägers (276) und des Rahmens (220) nach unten, wird wie vorstehend beschrieben gestoppt. Die Systemkonfiguration in dieser Phase ist in Figur 23 dargestellt. Die Zylinder (246) werden dann erregt, um dadurch die Nocke (250) zu heben, um die Nockenrastoberfläche (250b) zwischen die Rollen (260) zu schieben, um die Scherenarme (248a) nach außen zu drücken, und um die Scherenbacken (254) zum Zusammendrücken der U-Feder (228) nach innen zu drücken. Dadurch werden die Schuhe (232) von dem starken Klammerkontakt mit den Seitenwänden der Nute (224) entlastet. Dieser Kontakt wird durch den Druck der schweren U-Federn (228) erreicht, wenn diese nicht durch die Greiferbacken (254) zusammengedrückt werden. Der Maskenausschuß (226) ist nicht mehr mit dem fabrikgefertigten Befestigungsrahmen (220) verankert, und nach folgender Anhebung des Rahmens (220) durch den Träger (276), kann der periphere Maskenausschuß (226) von der Maschine (96) entfernt werden. Dieser Zustand ist in Figur 24 dargestellt. Es bleibt festzustellen, daß während des Verfahrens der "Extraktion", die Schuhe (232) relativ zu den U-Federn (228) nach innen geneigt werden, und zwar durch die Rahmenkanten (2241), so daß die Nase der Schuhe, die Kanten freimachen kann.In the above discussion, process steps for heating a foil aperture mask and the subsequent locking, installing and anchoring them into a factory-made production mounting frame. However, this semi-automatic process is a "closed loop." A frame that has gone through all other process steps of CRT front panel manufacturing comes back into the mask tensioning and clamping machine (96) which contains the periphery of the shadow mask (222) with the central row portion having been laser beam detached after having been previously welded to a mask support structure attached to the CRT front panel. This periphery is firmly clamped to the factory-made mounting frame (220) by the spring clamps (218). To achieve the state shown in Figure 19, the factory-made mounting frame with its mask reject portion must be loaded into the machine (96), the spring clamps temporarily removed, and the mask reject removed. The configuration of the machine at the beginning of this process is best shown in Figure 22, except that the frame (220) and spring clips (218) which have just been loaded into the machine (96) retain only a peripheral reject portion (226) of the shadow mask (222) as shown in Figures 23 and 24. The frame (220) is lowered by the frame carrier (276) so that the spring clips (218) freely enter the open jaws (254) of the plurality of scissor devices (248). The downward movement of the carrier (276) and frame (220) is stopped as previously described. The system configuration at this stage is shown in Figure 23. The cylinders (246) are then energized to thereby raise the cam (250) to push the cam detent surface (250b) between the rollers (260) to push the scissor arms (248a) outward and to push the scissor jaws (254) inward to compress the U-spring (228). This relieves the shoes (232) from the strong clamping contact with the side walls of the groove (224). This contact is achieved by the pressure of the heavy U-springs (228) when these are not compressed by the gripper jaws (254). The mask reject (226) is no longer anchored to the factory-made mounting frame (220) and, after subsequent lifting of the frame (220) by the carrier (276), the peripheral mask reject (226) can be removed from the machine (96). This condition is shown in Figure 24. It remains to be noted that during the "extraction" process, the shoes (232) are inclined inwardly relative to the U-springs (228) by the frame edges (2241), so that the nose of the shoes can clear the edges.

Folglich ist die Maschine (96) nach dem Entfernen der Ausschußreste der Maske (222) jetzt bereit, die nächste Maskenfolie (222) für das Spannungs- und Klammerverfahren aufzunehmen, und dadurch wirksam das vorgenannte Verfahren des geschlossenen Kreises zu beenden und einzuleiten.Consequently, after removing the rejects of the mask (222), the machine (96) is now ready to receive the next mask film (222) for the tensioning and clamping process, thereby effectively terminating and initiating the aforementioned closed loop process.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Federklammer (218') in Figur 14, wie bereits vorstehend festgestellt wurde, ist der linke Schuh nach innen, gegen das linke Bein der U-Feder (228) eingezogen und in dieser Position durch einen Schweißstift (240) an dem linken Bein der Feder (228) festgesetzt. Diese Seite der Federklammereinrichtung ist immer nach der "Außen-" oder der nicht-maskeneinrastenden Seite der Grundausrichtung der Federklammer ausgerichtet. Dies hat sich in der Praxisanwendung der Erfindung als wünschenswert herausgestellt, um Gegenreibungskräfte während der automatischen Einsetzung der Federklammern in die fabrikgefertigten Befestigungsrahmen zu minimieren.In the embodiment of the spring clip (218') in Figure 14, as previously stated, the left shoe is retracted inwardly against the left leg of the U-spring (228) and is secured in this position by a weld pin (240) to the left leg of the spring (228). This side of the spring clip assembly is always oriented toward the "outside" or non-mask-engaging side of the basic orientation of the spring clip. This has been found desirable in the practical application of the invention to minimize back friction forces during automatic insertion of the spring clips into the factory-made mounting frames.

Nun wird eine in den Figuren 12-24 dargestellte Modifizierung der Klammereinrichtung beschrieben, wobei die gespannte Maske ohne die Verwendung von Einrichtungen, wie Federklammern (218, 218'), an dem fabrikgefertigten Befestigungsrahmen gehalten wird.A modification of the clamping device shown in Figures 12-24 is now described, in which the tensioned mask without the use of devices such as spring clips (218, 218') to hold the assembly to the factory-made mounting frame.

Die Figur 25 zeigt einen fabrikgefertigten Befestigungsrahmen, allgemein mit (320) bezeichnet, der dem Rahmen (220) der Figuren 12-24 ähnlich ist.Figure 25 shows a factory-made mounting frame, generally designated (320), which is similar to the frame (220) of Figures 12-24.

Ohne weiter ins Detail zu gehen, ist es ausreichend zu erwähnen, daß der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen (320) Aufnahmeeinrichtungen in der Form von Nuten (324) (Figur 26) beinhaltet, zum Aufnehmen einer Ecke (326) der Lochmaske (322), wobei die Ecke der Lochmaske in den Nuten geklammert wird.Without going into further detail, it is sufficient to mention that the factory-made mounting frame (320) includes receiving means in the form of grooves (324) (Figure 26) for receiving a corner (326) of the shadow mask (322), the corner of the shadow mask being clamped in the grooves.

Die Maskenspannungs- und Klammermaschine (96) (Figur 3) empfängt den fabrikgefertigten Befestigungsrahmen (320), der von einem Bediener in einer ähnlichen Weise in die Maschine geladen wird, wie der Rahmen (82) von Figur 3. Die Maschine sorgt auch für das Aufnehmen der Lochmaske (322) in einem freien Zustand zwischen den oberen bzw. unteren Platten (100 und 102). Allgemein werden die Platten erwärmt, um für die Ausdehnung der Lochmaske (322) zu sorgen, wenn die Platten die Maske zwischen sich einschließen. Die Ecken (326) der Lochmaske sind in Nuten (324) geklammert, während die Lochmaske erwärmt wird.The mask tensioning and clamping machine (96) (Figure 3) receives the factory-made mounting frame (320) which is loaded into the machine by an operator in a similar manner to the frame (82) of Figure 3. The machine also provides for holding the shadow mask (322) in a free state between the upper and lower plates (100 and 102), respectively. Generally, the plates are heated to provide for expansion of the shadow mask (322) as the plates enclose the mask between them. The corners (326) of the shadow mask are clamped in grooves (324) while the shadow mask is heated.

In bezug auf Figur 26, ist ein peripherer Teil des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (320) mit einer peripheren Nut (324) abgebildet. Die Lochmaske (322) ist mit einem ihrer Eckteile (326) innerhalb einer "Schlußstein-" oder einer mit einer schrägen Seitenwand versehenen Nut (324) eingeklammert, zwischen einer verlängerten mechanischen Maskenhalteeinrichtung in der Form eines rohrähnlichen Stücks (328) , dargestellt. Das Rohrstück ist allgemein kreisförmig und ist in Richtung des Pfeiles "A" in die Nut (324) gedrückt, um die Ecke der Lochmaske um die Ecke der Nut zu wickeln. Im wesentlichen besteht das rohrähnliche Stück aus Metall oder einem anderen harten Material, und es leistet eine Preßpassungs-Sicherung innerhalb der Nut (324), durch das selbstsperrende Wesensmerkmal der Schräge der Nut, wobei die Ecke der Lochmaske zwischen dem rohrähnlichen Stück und den Seiten der Nut eingeschlossen wird. Dies sorgt für ein temporäres und abnehmbares Halten einer Produktionslochmaske unter Spannung.Referring to Figure 26, a peripheral portion of the factory-made mounting frame (320) is shown having a peripheral groove (324). The shadow mask (322) is shown clamped with one of its corner portions (326) within a "keystone" or sloped sidewalled groove (324) between an elongated mechanical mask retaining means in the form of a tube-like piece (328). The tube piece is generally circular and is pressed into the groove (324) in the direction of arrow "A" to wrap the corner of the shadow mask around the corner of the groove. Essentially, the tube-like piece of metal or other hard material, and provides a press-fit retention within the groove (324) by the self-locking nature of the slope of the groove, trapping the corner of the shadow mask between the tube-like piece and the sides of the groove. This provides for temporary and removable retention of a production shadow mask under tension.

Eine Reihe von Zugangslöchern (327) (es ist nur eins abgebildet) ist angeordnet, zur Kommunikation zwischen der Unterseite der Nut (324) und der Außenseite des Rahmens (320), um das Einfügen eines kammähnlichen Werkzeugs zum Befreien des Rohrs (328) zu erlauben.A series of access holes (327) (only one shown) are arranged to communicate between the bottom of the groove (324) and the outside of the frame (320) to allow the insertion of a comb-like tool for freeing the tube (328).

Beim Betrieb, und in Verbindung mit der Maschine (96), werden die oberen und unteren Platten (100 und 102) so betätigt, daß sie die Lochmaske (322) zwischen sich einschließen. Dann werden die Platten erwärmt, um die Lochmaske zu erwärmen, und um ein Ausdehnen der Lochmaske zu ermöglichen. Noch während die Lochmaske erwärmt wird, wird die Lochmaske in eine Position gebracht, die allgemein auf derselben Ebene liegt, wie die Oberseite des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (320), wie in Figur 26 dargestellt. Noch während der Erwärmung, wird ein stangenähnliches Stück (328) in die Nut (324) gedrängt, wobei die Ecke (326) der Lochmaske (322) damit um die Ecken der Nut gewickelt wird, um die Lochmaske temporär und abnehmbar in der Nut zu halten. Dann werden die erwärmten Platten getrennt, und die Lochmaske kann abkühlen und sich in Spannung zusammenziehen, während sie immer noch temporär und abnehmbar durch das in der Nut (324) sitzende rohrähnliche Stück (328) an dem Rahmen (320) gehalten wird.In operation, and in conjunction with the machine (96), the upper and lower plates (100 and 102) are actuated to enclose the shadow mask (322) therebetween. The plates are then heated to heat the shadow mask and to allow the shadow mask to expand. While the shadow mask is still being heated, the shadow mask is placed in a position generally level with the top of the factory mounting frame (320) as shown in Figure 26. While still being heated, a rod-like piece (328) is urged into the groove (324) with the corner (326) of the shadow mask (322) thereby wrapped around the corners of the groove to temporarily and removably hold the shadow mask in the groove. Then the heated plates are separated and the shadow mask is allowed to cool and contract in tension, while still being temporarily and removably held to the frame (320) by the tube-like piece (328) sitting in the groove (324).

Figur 27 zeigt eine Darstellung der Erfindung, die in gewisser Weise der von Figur 26 ähnlich ist, jedoch ist das rohrähnliche Stück (328a) aus kompressbarem Material hergestellt, wie z.B. aus Nylon oder einem ähnlichen Material. Dies verstärkt das Umwickeln und Greifen der Ecke (326) der Lochmaske (322) zwischen den Seitenwänden der Nut (324'). Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Wände der Nut (324') nicht schräg oder ein Schlußstein. Aus Figur 27 ist ersichtlich, daß das kompressbare rohrähnliche Stück (328a) allgemein in die Richtung der Pfeile "B" zusammengedrückt wurde. Ansonsten stimmt die Funktionsweise mit der in bezug auf die Darstellung der Erfindung in Figur 26 beschriebenen Funktionsweise überein, bezüglich der Folge des Erwärmens der Lochmaske und ihrem Abkühlen und Zusammenziehen. Das Ausführungsbeispiel von Figur 27, umfaßt ebenso eine Reihe von Zugangslöchern (327') (es ist nur eins abgebildet), um das Entfernen des Rohres (328a) zu erleichtern.Figure 27 shows a representation of the invention which is somewhat similar to that of Figure 26, but the tube-like piece (328a) is made of compressible material, such as Nylon or similar material. This enhances the wrapping and gripping of the corner (326) of the shadow mask (322) between the side walls of the groove (324'). In this embodiment, the walls of the groove (324') are not sloped or a keystone. From Figure 27 it can be seen that the compressible tube-like piece (328a) has been compressed generally in the direction of arrows "B". Otherwise, the operation is consistent with that described with respect to the illustration of the invention in Figure 26, with respect to the sequence of heating the shadow mask and its cooling and contraction. The embodiment of Figure 27 also includes a series of access holes (327') (only one is shown) to facilitate removal of the tube (328a).

Figur 28 zeigt eine weitere Darstellung der Erfindung, wobei das rohrförmige Stück mit (328b) bezeichnet und gespalten ist, wie bei (330), und zwar längs des Rohres, um für Zusammendrückbarkeit des Rohres zu sorgen. Dies verstärkt nicht nur die Umwickel- und Klammerfähigkeit des Rohres, ähnlich wie bei dem kompressbaren Rohr (328a) von Figur 27, sondern, wie gezeigt werden wird, beinhaltet dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung auch eine Einrichtung, die das bereite Entfernen des Rohres erleichtert.Figure 28 shows a further representation of the invention wherein the tubular piece is designated (328b) and split as at (330) lengthwise of the tube to provide compressibility of the tube. This not only enhances the wrapping and clamping ability of the tube, similar to the compressible tube (328a) of Figure 27, but, as will be shown, this embodiment of the invention also includes a means for facilitating ready removal of the tube.

Genauer, ist die Nut (324") in dem in Figur 28 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung an deren Basis unterschnitten bzw. vergrößert, wie bei (324"a), so daß die Basis der Nut breiter ist als der nicht-zusammengedrückte Durchmesser des Rohres. Nachdem sich die Lochmaske abgekühlt und zusammengezogen hat, wird das Rohr (328b) nach unten, in Richtung des Pfeiles "C" an die schraffierte gedachte Position gedrückt, an der das Rohr nicht zusammengedrückt ist und es dadurch im wesentlichen locker innerhalb des unterschnittenen Teils (324") der Nut (324") liegt. Dann kann das Rohr einfach durch längsweises Schieben des Rohres aus der Nut entfernt werden, und zwar bevor oder nachdem der Eckteil der Lochmaske gelöst worden ist.More specifically, in the embodiment of the invention shown in Figure 28, the groove (324") is undercut or enlarged at its base, as at (324"a), so that the base of the groove is wider than the non-compressed diameter of the tube. After the shadow mask has cooled and contracted, the tube (328b) is pressed downward in the direction of arrow "C" to the hatched imaginary position where the tube is not compressed and thereby lies substantially loosely within the undercut portion (324") of the groove (324"). The tube can then be easily removed by sliding the tube lengthwise be removed from the groove before or after the corner part of the shadow mask has been removed.

Die Figuren 29a-29f, zeigen eine weitere Darstellung der Erfindung, die ein Paar von stangenähnlichen Stücken (328c und 328d) umfaßt. Es ist ferner festzustellen, daß die Unterseite der Nut (324'''c) jetzt einen stufenförmigen Aufbau hat, der einen "hohen" Schichtteil (324'''b) und einer niedrigeren Basisteil (324'''c) definiert. Die Stange (328c) besteht aus verhältnismäßig hartem Material, wie z.B. Metall, und die Stange (328d) besteht aus verhältnismäßig weichem, zusammendrückbarem Material, wie z.B. Nylon. Es ist zusätzlich festzustellen, daß die Stange (328c) einen größeren Durchmesser aufweist als die Stange (328d).Figures 29a-29f show another representation of the invention which includes a pair of rod-like pieces (328c and 328d). It will also be noted that the bottom of the groove (324'''c) now has a stepped configuration defining a "high" layer portion (324'''b) and a lower base portion (324'''c). The rod (328c) is made of a relatively hard material, such as metal, and the rod (328d) is made of a relatively soft, compressible material, such as nylon. It will additionally be noted that the rod (328c) has a larger diameter than the rod (328d).

Bei der Funktion des in den Figuren 29a-29f dargestellten Ausführungsbeispiels, wird die Ecke (326) der Lochmaske (322) in die in Figur 29a gezeigte Position gebracht, wobei sich die Maske in erwärmtem Zustand befindet, und wobei die Stangen (328c, 328d) dann zur Überlagerung der Maske gebracht werden. Die Figuren 29b und 29c zeigen die Stangen (328c, 328d) in Positionen gebracht, um die Maskenecke (326) um die obere, abgerundete Ecke der Nut (324''') zu wickeln, und zwar in Richtung der Pfeile "D". Die Figur 29d zeigt das vollendete Umwickeln der Maskenecke, wobei die vergrößerte Stange (328c) jetzt auf der Schicht (324'''b) sitzt. Die schmälere Stange (328d) wird weiter in die Nut geführt, in Richtung des Pfeiles "E", wie in Figur 29e dargestellt, so daß sich jetzt beide Stangen in einer festen Presspassung innerhalb der Nut befinden, um temporär und abnehmbar die Produktionslochmaske unter Spannung zu halten. Nach dem Abkühlen und Zusammenziehen der Maske in Spannung, werden die Stangen (328c, 328d) dadurch entfernt, daß die schmälere Stange (328d) weiter in die Nut gedrückt wird, in Richtung des Pfeiles "F" (Figur 29f), und zwar an der breiteren Stange (328c) vorbei bzw "über deren Mittelpunkt". Dieses Auslösemerkmal wird durch den stufenförmigen Aufbau der Unterseite der Nut (324''') gewährleistet, und die Auslösefunktion ist ähnlich der in bezug auf den unterschnittenen Teil der Nut (324"a) beschriebenen Funktion, in Verbindung mit dem in Figur 28 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung.In operation of the embodiment shown in Figures 29a-29f, the corner (326) of the shadow mask (322) is brought into the position shown in Figure 29a with the mask in a heated condition and the rods (328c, 328d) are then brought into overlay on the mask. Figures 29b and 29c show the rods (328c, 328d) brought into position to wrap the mask corner (326) around the upper rounded corner of the groove (324''') in the direction of arrows "D". Figure 29d shows the completed wrapping of the mask corner with the enlarged rod (328c) now sitting on the layer (324'''b). The narrower rod (328d) is pushed further into the groove in the direction of arrow "E" as shown in Figure 29e so that both rods are now in a tight interference fit within the groove to temporarily and removably hold the production shadow mask under tension. After cooling and contracting the mask under tension, the rods (328c, 328d) are removed by pushing the narrower rod (328d) further into the groove in the direction of arrow "F" (Figure 29f) past the wider rod (328c). or "over its center". This triggering feature is provided by the stepped structure of the underside of the groove (324''') and the triggering function is similar to that described with respect to the undercut portion of the groove (324"a) in connection with the embodiment of the invention shown in Figure 28.

Eine weitere Modifizierung der erfindungsgemäßen schnellauslösbaren Klammereinrichtung, ist in den Figuren 30-32 dargestellt.A further modification of the quick-release clamping device according to the invention is shown in Figures 30-32.

Figur 30 zeigt einen fabrikgefertigten Befestigungsrahmen, allgemein mit (420) bezeichnet, ähnlich dem Rahmen (220) der Figuren 12-24.Figure 30 shows a factory-made mounting frame, generally designated (420), similar to the frame (220) of Figures 12-24.

Ohne weiter ins Detail zu gehen, ist es ausreichend zu erwähnen, daß der fabrikgefertigte Befestigungsrahmen (420), Aufnahmeeinrichtungen in der Form von Nuten (424) (Figur 30) beinhaltet, zum Aufnehmen einer Ecke (426) der Lochmaske (422), wobei die Ecke der Lochmaske in den Nuten geklammert wird.Without going into further detail, it is sufficient to mention that the factory-made mounting frame (420) includes receiving means in the form of grooves (424) (Figure 30) for receiving a corner (426) of the shadow mask (422), the corner of the shadow mask being clamped in the grooves.

Die Maskenspannungs- und Klammermaschine (96) (Figur 3) empfängt den fabrikgefertigten Befestigungsrahmen (420), der von einem Bediener in einer ähnlichen Weise in die Maschine geladen wird, wie der Rahmen (82) von Figur 3. Die Maschine sorgt auch für das Aufnehmen der Lochmaske (422) in einem freien Zustand zwischen den oberen bzw. unteren Platten (100 und 102). Allgemein werden die Platten erwärmt, um für die Ausdehnung der Lochmaske (422) zu sorgen, wenn die Platten die Maske zwischen sich einschließen. Die Ecken (426) der Lochmaske sind in eine Aussparungseinrichtung (424) geklammert, während die Lochmaske erwärmt wird.The mask tensioning and clamping machine (96) (Figure 3) receives the factory-made mounting frame (420) which is loaded into the machine by an operator in a similar manner to the frame (82) of Figure 3. The machine also provides for holding the shadow mask (422) in a free state between the upper and lower plates (100 and 102), respectively. Generally, the plates are heated to provide for expansion of the shadow mask (422) as the plates enclose the mask between them. The corners (426) of the shadow mask are clamped into a recess means (424) while the shadow mask is heated.

Figur 31 zeigt einen gebrochenen Schnitt durch eine Ecke des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (420) und zeigt einen Aspekt dieser weiteren Modifizierung der Erfindung, der eine periphere Aussparungseinrichtung in Form eines Eckenausschnitts (424a) beinhaltet, der sich vertikal entlang der Außenseite des Befestigungsrahmens erstreckt. Eine unter Federspannung stehende Verlängerungseinrichtung, allgemein mit (430) bezeichnet, ist innerhalb des Ausschnitts (424a) positionierbar, um die Ecke (426) der Lochmaske (422) zu klammern.Figure 31 shows a broken section through a corner of the factory-made mounting frame (420) and shows a Aspect of this further modification of the invention which includes a peripheral recess means in the form of a corner cutout (424a) extending vertically along the outside of the mounting frame. A spring loaded extension means, generally designated (430), is positionable within the cutout (424a) to clamp the corner (426) of the shadow mask (422).

Genauer, umfaßt die unter Federspannung stehende Verlängerungseinrichtung (430) ein starres, stangenähnliches Stück (432), das allgemein kreisförmig ist, und das die Form eines Rohres haben kann, und das ergänzend innerhalb des Ausschnitts (424a) zusammenpasst. Eine Blattfeder (434) ist an die äußere Peripherie des Befestigungsrahmens (420) befestigt, durch die Befestigungseinrichtung (436), wodurch die Blattfeder gegen die Außenseite der Stange (430), wie bei (438), in der Richtung des Pfeils "A" gedrückt wird. An diesem Ende ist der Durchmesser der Stange (432) vorzugsweise größer als die Breite des Ausschnitts (424a), so daß die Blattfeder von der Seite des Befestigungsrahmens weggespannt wird, wenn sich die Stange (432) in Position zum Klammern und temporären sowie abnehmbaren Halten einer Produktionslochmaske unter Spannung befindet. Die Blattfeder (434) kann entlang des Ausschnitts (424a) verlängert sein, oder es kann eine Mehrzahl von Blattfedern entlang des Ausschnitts angeordnet sein, um die Stange (432) im Eingriff zu halten.More specifically, the spring-loaded extension means (430) comprises a rigid rod-like piece (432) which is generally circular and which may be in the form of a tube and which complementarily fits within the cutout (424a). A leaf spring (434) is attached to the outer periphery of the mounting frame (420) by the attachment means (436), whereby the leaf spring is pressed against the outside of the rod (430) as at (438) in the direction of arrow "A". At this end, the diameter of the rod (432) is preferably greater than the width of the cutout (424a) so that the leaf spring is biased away from the side of the mounting frame when the rod (432) is in position for clamping and temporarily and removably holding a production shadow mask under tension. The leaf spring (434) may be extended along the cutout (424a) or a plurality of leaf springs may be arranged along the cutout to keep the rod (432) engaged.

Bei der Funktion, nachdem die Lochmaske (422) erwärmt wird, wenn sie zwischen den oberen und unteren erwärmten Platten (100 und 102) eingeschlossen ist, wird die Lochmaske in eine allgemeine Position gebracht, die auf einer Ebene mit der Oberseite des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (420) liegt, wie in Figur 31 abgebildet, wobei die Ecken (426) den Ausschnitt (424a) überlagern. Dann wird die Stange (432) in Richtung des Pfeiles "B" bewegt, um die Maskenecke (426) mit einem Wickelwinkel von 180º um die Ecke des Ausschnitts (424a) zu wickeln. Die Blattfeder (434) drückt die Stange (432) wirksam gegen die Maskenecke, um die Maskenecke zu klammern, und zwar um temporär und abnehmbar die Produktionslochmaske unter Spannung zu halten, nachdem die Lochmaske sich abgkühlt und unter Spannung zusammengezogen hat.In operation, after the shadow mask (422) is heated when it is enclosed between the upper and lower heated plates (100 and 102), the shadow mask is brought into a general position level with the top of the factory-made mounting frame (420) as shown in Figure 31, with the corners (426) overlying the cutout (424a). Then the rod (432) is rotated toward the The leaf spring (434) effectively presses the rod (432) against the mask corner to clamp the mask corner to temporarily and removably hold the production shadow mask under tension after the shadow mask has cooled and contracted under tension.

Figur 32 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei die periphere Aussparungseinrichtung (424) die Form einer Nut (424b) hat, die in einer äußeren peripheren Seite (440) des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (420) gebildet ist. Es ist ersichtlich, daß die Ecke (426) der Lochmaske (422) mit einem Wickelwinkel von 360º um den Befestigungsrahmen gewickelt ist und in der Nut (424b) sitzt. Die Maskenhalteeinrichtung umfaßt ein unitäres Haltestück, allgemein mit (442) bezeichnet, zum Klammern der Maskenecke (426) in der Nut (424b), um temporär und abnehmbar die Produktionslochmaske unter Spannung zu halten.Figure 32 shows another embodiment of the invention, wherein the peripheral recess means (424) is in the form of a groove (424b) formed in an outer peripheral side (440) of the factory-made mounting frame (420). It can be seen that the corner (426) of the shadow mask (422) is wrapped around the mounting frame with a wrap angle of 360° and is seated in the groove (424b). The mask holding means includes a unitary holding piece, generally designated (442), for clamping the mask corner (426) in the groove (424b) to temporarily and removably hold the production shadow mask under tension.

Genauer, umfaßt das Haltestück (442) einen starren Kopfteil (444), der bei (446) abgerundet ist, um ergänzend mit der Nut (424b) zusammenzupassen, um die Maskenecke (426) zwischen dem Kopfteil (444) und dem Inneren der Nut einzuschließen. Ein Blattfederteil (448) erstreckt sich von dem Kopfteil (444) und ist an die Seite des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens durch eine entsprechende Befestigungseinrichtung (450) befestigt. Vorzugsweise ist eine Mehrzahl von Haltestücken (442) vertikal entlang der Nuteneinrichtung (424b), entlang jeder Seite des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens, angeordnet. Die Blattfedern drücken die Kopfteile (444) wirksam in Richtung des Pfeiles "C" in die Nut (424b).More specifically, the retainer (442) includes a rigid head portion (444) rounded at (446) to complementarily mate with the groove (424b) to enclose the mask corner (426) between the head portion (444) and the interior of the groove. A leaf spring portion (448) extends from the head portion (444) and is secured to the side of the factory mounting frame by a corresponding fastener means (450). Preferably, a plurality of retainers (442) are arranged vertically along the groove means (424b) along each side of the factory mounting frame. The leaf springs effectively urge the head portions (444) into the groove (424b) in the direction of arrow "C".

Die Funktionsweise der in Figur 32 dargestellten Maskenhalteeinrichtung, ist ähnlich dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel, das sich auf die Maskenhalteeinrichtung (430) von Figur 31 bezieht.The functionality of the mask holding device shown in Figure 32 is similar to that described above. Embodiment relating to the mask holding device (430) of Figure 31.

Wie in den vorstehend erwähnten Figuren 25-29 a-f offenbart, wird ein Rohr in eine Nut eingeführt, wobei die entstehende Klammerkraft sich aus der Verformung des geklammerten Rohres ergibt, aufgrund des schmaleren Querschnitts der Nut im Verhältnis zu dem Rohr. Es ist ein Eigenmerkmal eines solchen Systems, daß es eine hohe Federkonstante gibt, wodurch die Klammerkraft höchst sensibel gegenüber Freimaßtoleranzen ist, die sich durch Abnutzung oder aus Toleranzen bei der Herstellung ergeben können.As disclosed in the above-mentioned Figures 25-29 a-f, a pipe is inserted into a groove, the resulting clamping force resulting from the deformation of the clamped pipe due to the narrower cross-section of the groove in relation to the pipe. It is an inherent feature of such a system that there is a high spring constant, whereby the clamping force is highly sensitive to clearance tolerances which may result from wear or from tolerances in manufacturing.

Eine verhältnismäßig niedrige Federkonstante benötigt eine beträchtliche Durchfederung, um die benötigte Spannung zu erreichen. Als Folge beeinflußt eine kleine Veränderung der Durchfederung aufgrund von Abnutzung, die Stärke der ausgeübten Spannung nicht wesentlich.A relatively low spring rate requires a considerable amount of deflection to achieve the required tension. As a result, a small change in deflection due to wear does not significantly affect the amount of tension applied.

In der Bandbremsen-Technik ist bekannt, daß eine Vergrößerung des Wickelwinkels eines Bandes um eine gebogene Oberfläche, eine hohe Spannungskonstante zwischen dem vorderen und dem hinteren Ende des Bandes zur Folge hat. Dies ist tatsächlich eine Kraft- Multiplikationseinrichtung, die, in bezug auf die Figuren 31 und 32, eine hohe Gegenkraft zur Maskenspannung bereitstellt, während sie nur eine geringe Klammerspannung an dem fernen Ende der Maske benötigt.It is known in the band brake art that increasing the angle of wrap of a band around a curved surface results in a high tension constant between the leading and trailing ends of the band. This is in effect a force multiplier which, with reference to Figures 31 and 32, provides a high counterforce to the mask tension while requiring only a low clamp tension at the distal end of the mask.

Ein Vorteil des Wickelwinkel ist es, die Klammerspannung über einen größeren Oberflächenbereich der Maskenfolie zu verteilen, um die Pinchkräfte zu minimieren, die örtliche Schäden verursachen können, die Fehler des Maskenmaterials an der Klammerstelle zur Folge haben können.An advantage of the wrap angle is to distribute the clamping tension over a larger surface area of the mask film to minimize pinch forces that can cause localized damage that can result in failure of the mask material at the clamping location.

Folglich wird eine sehr wirksame Aufrechterhaltung einer gespannten Maske, mit minimalen Schäden an dem Maskenmaterial erreicht, und außerdem werden eine minimale Abnutzung sowie minimale bauliche Anforderungen an die Klammerbestandteile erreicht.Consequently, very effective maintenance of a tensioned mask is achieved, with minimal damage to the mask material, and also minimal wear and minimal structural requirements on the clamp components are achieved.

Vergrößerte Wickelwinkel können sehr entscheidende Steigerungen des Kräfteverhältnises zur Folge haben, da es sich bei dem Wickelwinkel um eine Exponentialfunktion der Kräftegleichung handelt.Increased winding angles can result in very significant increases in the force ratio, since the winding angle is an exponential function of the force equation.

Claims

1. Fabrikgefertigter Befestigungsrahmen (82) zum Befestigen einer Produktionslochmaske (86) zur Verwendung bei der Herstellung einer Farbkathodenstrahlröhre (20), die mit einer flachen Frontscheibe (24) und einer gespannten Folienlochmaske (50) versehen ist, wobei die genannte Lochmaske (50) eine vorbestimmte Anordnung von Öffnungen aufweist und die genannte Frontscheibe (24) Paßgenauigkeit leistende Einrichtungen (138A- 138C) außerhalb der Röhre (20) aufweist, wobei der genannte Rahmen (82) eine allgemein rechtwinklige Rahmeneinrichtung besitzt, die eine zentrale Öffnung definiert, dem genannten Rahmen (82) zugeordnete Feststelleinrichtungen (136A-136C), die auch direkt mit den Paßgenauigkeit leistenden Einrichtungen (138A-138C) einer Produktionsfrontscheibe (120) zusammenwirken können; ferner mit abnehmbaren Einrichtungen (88) zur Sicherung der Spannung der genannten Lochmaske (86) an dem genannten Rahmen (82) über die genannte Rahmenöffnung, wobei der Rahmen (82) derart angepaßt ist, um temporäre Befestigung und Übertragung der Produktionslochmaske (86) zum Verarbeiten durch Produktionsmaschinen zu gewährleisten.1. A factory-made mounting frame (82) for mounting a production shadow mask (86) for use in manufacturing a color cathode ray tube (20) provided with a flat front panel (24) and a tensioned foil shadow mask (50), said shadow mask (50) having a predetermined arrangement of apertures and said front panel (24) having registration means (138A-138C) external to the tube (20), said frame (82) having a generally rectangular frame means defining a central aperture, locking means (136A-136C) associated with said frame (82) which can also cooperate directly with the registration means (138A-138C) of a production front panel (120); further comprising removable means (88) for securing tension of said shadow mask (86) to said frame (82) via said frame opening, the frame (82) being adapted to provide temporary attachment and transfer of the production shadow mask (86) for processing by production machines.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte allgemein rechteckige Rahmeneinrichtung (220) dort im wesentlichen periphere Fassungseinrichtungen (224) aufweist sowie schnellauslösbare, mechanische Maskenhalteeinrichtungen (218, 218'), die ergänzend mit den genannten Fassungseinrichtungen (224) zusammenpassen, um temporär und abnehmbar eine Produktionslochmaske (222) unter Spannung zu halten.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that said generally rectangular frame means (220) has substantially peripheral mounting means (224) therein and quick-release mechanical mask holding means (218, 218') which additionally mate with said mounting means (224) to temporarily and removably hold a production shadow mask (222) under tension.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Fassungseinrichtungen Nuteneinrichtungen (224) umfassen , um eine Ecke der Lochmaske (222) zu empfangen, und wobei die genannten schnellauslösbaren, mechanischen Maskenhalteeinrichtungen Federklammereinrichtungen (218, 218') umfassen, die zusammenpassend in den genannten Nuteneinrichtungen empfangen werden können.3. Device according to claim 2, characterized in that said mounting means comprise groove means (224) for receiving a corner of the shadow mask (222), and wherein said quick-release mechanical mask retaining means comprise spring clip means (218, 218') matingly receiveable in said groove means.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fassungseinrichtung in dem genannten fabrikgefertigten Befestigungsrahmen (220) eine periphere Nuteneinrichtung (224) besitzt, um eine Ecke der Lochmaske (222) zu empfangen, und wobei die genannte schnellauslösbare, mechanische Maskenhalteeinrichtung verlängerte Einrichtungen besitzt, die sich längs der genannten Nuteneinrichtung erstrecken und ergänzend mit dieser zusammenpassen, um temporär und abnehmbar die Produktionslochmaske (222) unter Spannung zu halten.4. The apparatus of claim 2, characterized in that the mounting means in said factory-made mounting frame (220) includes peripheral groove means (224) for receiving a corner of the shadow mask (222), and wherein said quick-release mechanical mask holding means includes elongated means extending along and complementarily mating with said groove means for temporarily and removably holding the production shadow mask (222) under tension.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Rahmeneinrichtung (420) in einer Seite (440) des Befestigungsrahmens (420) eine periphere Nuteneinrichtung (424b) besitzt, um eine Ecke der Lochmaske (422) zu empfangen, und daß eine unter Federspannung stehende mechanische Maskenhalteeinrichtung (442) ergänzend mit der genannten Nuteneinrichtung (424b) zusammenpaßt, um temporär und abnehmbar eine Produktionslochmaske (422) unter Spannung zu halten.5. Apparatus according to claim 1, characterized in that said frame means (420) has a peripheral groove means (424b) in one side (440) of the mounting frame (420) for receiving a corner of the shadow mask (422), and that a spring-loaded mechanical mask holding means (442) additionally mates with said groove means (424b) for temporarily and removably holding a production shadow mask (422) under tension.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Maskenhalteeinrichtung ein unitäres Halteglied (442) mit einem Kopfteil (444) umfaßt, das ergänzend mit der genannten Nuteneinrichtung (424b) zusammpaßt sowie einen Blattfederteil (448), der an die Seite des Befestigungsrahmens (420) angebracht ist.6. Device according to claim 5, characterized in that the mask holding device comprises a unitary holding member (442) with a head part (444) which additionally matches with said groove device (424b) and a leaf spring part (448) which is attached to the side of the mounting frame (420).

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die allgemein rechteckige Rahmeneinrichtung (82) eine erste Seite (84) sowie eine entgegengesetzte zweite Seite (118) umfaßt, und wobei die genannte Feststelleinrichtung wenigstens eine erste und zweite sechsfachige Feststelleinrichtung (132A-132C, 136A- 136C) besitzt, die an wenigstens einer der Rahmenseiten angeordnet sind, im Verhältnis zueinander azimutal gedreht, um festgestellt mit der sechsfachen Feststelleinrichtung (135A-135C) an der genannten Produktionsmaschine zusammenzupassen.7. Device according to claim 1, characterized in that the generally rectangular frame means (82) comprises a first side (84) and an opposite second side (118), and said locking means having at least first and second six-way locking means (132A-132C, 136A-136C) disposed on at least one of the frame sides, azimuthally rotated relative to one another to lockably mate with the six-way locking means (135A-135C) on said production machine.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Seite (84) des genannten Rahmens (82) eine sechsfache Feststelleinrichtung (132A-132C) umfaßt, um erstens festgestellt mit der ergänzenden sechsfachen Peststelleinrichtung (135A-135C) zusammenzupassen, die sich auf der die Maske spannenden und klammernden Einrichtung (96) in genannter Maschine befindet, und folgend mit der Feststelleinrichtung (134A-134C), die sich auf einer Scheibenröhre (122) befindet, zusammenzupassen, und daß die zweite Seite (118) des genannten Rahmens (82) eine sechsfache Feststelleinrichtung (136A-136C) aufweist, um festgestellt mit der ergänzenden sechsfachen Feststelleinrichtung (138A-138C) auf einer Produktionsfrontscheibe (120) zusammenzupassen.8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the first side (84) of said frame (82) includes a six-way locking device (132A-132C) for firstly lockingly mating with the complementary six-way locking device (135A-135C) located on the mask tensioning and clamping device (96) in said machine and subsequently mating with the locking device (134A-134C) located on a disk tube (122), and in that the second side (118) of said frame (82) includes a six-way locking device (136A-136C) for lockingly mating with the complementary six-way locking device (138A-138C) on a production front disk (120).

9. Einrichtung aus Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feststelleinrichtung zwei in Bezug stehende Sets von sechsfachen Feststelleinrichtungen (132A-132C, 135A-135C und 136A-136C, 138A-138C) umfaßt, wobei das erste (132A-132C, 135A- 135C) der genannten Sets für den Transport des genannten Rahmens in eine Gesamtposition, in Bezug auf eine Betriebsart, die die genannte unter Spannungs stehende Folienlochmaske (50) verwendet, wobei das zweite (136A-136C, 138A-138C) der genannten Sets dafür sorgt, daß absolute Genauigkeit bei der Positionierung des genannten Rahmens während der genannten Betriebsart, die die genannte Lochmaske (50) verwendet, sichergestellt ist.9. The apparatus of claim 1, characterized in that the locking means comprises two related sets of six locking means (132A-132C, 135A-135C and 136A-136C, 138A-138C), the first (132A-132C, 135A-135C) of said sets for transporting said frame into an overall position relative to a mode of operation utilizing said tensioned foil shadow mask (50), the second (136A-136C, 138A-138C) of said sets for ensuring absolute accuracy in positioning said frame during said mode of operation utilizing said shadow mask (50).

10. Verfahren zur Verwendung bei der Herstellung einer Farbkathodenstrahlröhre (20), die eine flache Frontscheibe (24) sowie eine unter Spannung stehende Folienlochmaske (50) umfaßt, wobei das genannte Verfahren die Schritte zur Bereitstellung eines wiederverwendbaren, allgemein rechteckigen Fabrikbefestigungsrahmens (82) mit einer auslösbaren Maskenhalteeinrichtung (88) enthält, die temporär und abnehmbar eine Produktionslochmaske (86) unter Spannung auf dem genannten Rahmen (82) mit auslösbaren Maskenhalteeinrichtungen (88) hält, und ferner eine Produktionsfrontscheibe (120) bereitstellt, die eine Feststelleinrichtung (138A-138C) umfaßt die sich von der Seite aus erstreckt, um Paßgenauigkeit mit der Feststelleinrichtung (136A-136C) zu erreichen, die sich innen von dem genannten fabrikgefertigten Befestigungsrahmen (82) erstreckt, und eine Konstruktion zum Tragen der Lochmaske (48) bereitstellt sowie diese genannte Konstruktion an die Schirmlagerfläche (26) der genannten Frontscheibe (24) befestigt, und zwar an entgegengesetzten Seiten des Schirms, wobei die genannte Produktionslochmaske (86) unter Spannung an die Tragekonstruktion (48) befestigt wird und den kombinierten Masken-Frontscheiben-Zusammenbau (22) von dem genannten Rahmen (82) trennt und dabei den Rahmen zur Wiederverwendung auslöst.10. A method for use in manufacturing a color cathode ray tube (20) comprising a flat faceplate (24) and a tensioned foil shadow mask (50), said method including the steps of providing a reusable, generally rectangular factory mounting frame (82) having a releasable mask retainer (88) that temporarily and removably holds a production shadow mask (86) under tension on said frame (82) having releasable mask retainers (88), and further providing a production faceplate (120) comprising a locking means (138A-138C) extending from the side to mate with the locking means (136A-136C) extending internally from said factory mounting frame (82) and providing a structure for supporting the shadow mask (48) and securing said structure to the screen support surface (26) of said faceplate (24) on opposite sides of the screen, wherein said production aperture mask (86) is secured under tension to the support structure (48) and separates the combined mask-faceplate assembly (22) from said frame (82) thereby releasing the frame for reuse.

11. Verfahren nach Anspruch 10, einschließlich der Schritte für das Bereitstellen einer sechsfachen Feststelleinrichtung (132A-132C) an einer ersten Seite (84) des fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (82) und, unter Verwendung der genannten Feststelleinrichtung, den genannten Rahmen (82) und die Maske (86) mit einer Bildbelichtungsscheibenröhre (122), die eine ergänzende sechsfache Feststelleinrichtung (134A-134C) aufweist, in Paßgenauigkeit zu bringen, und an einer zweiten, entgegengesetzten Seite (118) des Rahmens (82), eine sechsfache Feststelleinrichtung (136A-136C) bereitzustellen, sowie den Rahmen und die Maske (86) in Paßgenauigkeit mit der Einrichtung (88) zur Befestigung der Maske an die Konstruktion zum Tragen der Lochmaske (48) an der genannten Frontscheibe zu bringen.11. The method of claim 10 including the steps of providing a six-way locking device (132A-132C) on a first side (84) of the factory-made mounting frame (82) and, using said locking device, registering said frame (82) and mask (86) with an image exposure disk tube (122) having a complementary six-way locking device (134A-134C), and providing a six-way locking device (136A-136C) on a second, opposite side (118) of the frame (82) and registering the frame and mask (86) with the device (88) for fastening the mask to the structure for supporting the aperture mask (48) on the said front screen.

12. Verfahren nach Anspruch 10, einschließlich der Schritte zur Bereitstellung eines fabrikgefertigten Befestigungsrahmens (220) mit peripherer Fassungseinrichtung (224) zum Befestigen einer Produktionslochmaske (222), und wobei temporär und abnehmbar eine Produktionslochmaske (222) an dem genannten Rahmen unter Spannung zu halten, und zwar durch eine schnellauslösbare, mechanische Maskenhalteeinrichtung (218, 218'), die mit der genannten Fassungseinrichtung zusammenpaßt.12. The method of claim 10 including the steps of providing a factory-made mounting frame (220) having peripheral mounting means (224) for mounting a production shadow mask (222), and temporarily and removably holding a production shadow mask (222) under tension on said frame by a quick-release mechanical mask holding means (218, 218') mateable with said mounting means.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Lochmaske (222) erwärmt wird und sie sich, bevor sie temporär und abnehmbar an dem genannten Rahmen (220) befestigt wird, erweitern kann.13. A method according to claim 12, characterized in that said shadow mask (222) is heated and allowed to expand before it is temporarily and removably attached to said frame (220).

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Lochmaske (222) sich unter Spannung abkühlen und zusammenziehen kann, während sie temporär und abnehmbar an dem genannten Rahmen (220) befestigt ist.14. A method according to claim 13, characterized in that said shadow mask (222) is allowed to cool and contract under tension while temporarily and removably attached to said frame (220).