EP1577925A1 - Implosion protection band for cathode ray tube - Google Patents

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EP1577925A1 EP04100962A EP04100962A EP1577925A1 EP 1577925 A1 EP1577925 A1 EP 1577925A1 EP 04100962 A EP04100962 A EP 04100962A EP 04100962 A EP04100962 A EP 04100962A EP 1577925 A1 EP1577925 A1 EP 1577925A1
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tube
belt
ray tube
skirt
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Pedro Cosma
Massimo De Marino
M. Luigi Sarracco
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/86—Vessels; Containers; Vacuum locks
    • H01J29/87—Arrangements for preventing or limiting effects of implosion of vessels or containers

Definitions

  • the present invention relates to a cathode ray tube and more particularly to the anti-implosion device in the form of a belt metal arranged around the glass slab of such a tube.
  • Cathode ray tubes used for example in television receivers, are formed of a glass envelope in which there is a strong vacuum.
  • This envelope comprises a glass slab composed of a front face surrounded by a skirt substantially perpendicular to this face before.
  • networks of phosphors for reproducing a color image when said networks are excited by electron beams from guns arranged inside the tube.
  • an anti-implosion belt intended for to strengthen the mechanical strength of the glass envelope. Indeed, after the evacuation of the glass envelope, mechanical stresses apply on the front and on the skirt under the influence of pressure outside the envelope. In the absence of this anti-implosion belt a shock on the slab can cause the implosion of the tube.
  • the anti-implosion belt installed around the front of the tube is constituted a loop in the form of a metal band whose free ends are secured by means of a complementary metal part arranged above these ends and electrically welded point to them.
  • the invention provides a solution to these problems by means of a anti-implosion belt structure to obtain a thickness uniform around the tube it surrounds.
  • the belt is usually made from a band folded metal 10 whose ends are secured by a plate 17 made of a material having a high mechanical strength or a large thickness, this in order to withstand the strong tensile forces exerted on these ends when the belt disposed on the tube is returned to room temperature.
  • Welding is a resistive weld by points as shown in Figure 1.
  • the use of a laser to ensure the welding edge to edge of the ends of the belt allows without adding material to obtain the necessary mechanical resistance to sustainably resist say pulling forces.
  • the ends 21 and 22 of the belt 20, cut at right angles, are contact edge to edge and then using a laser beams are welded one to the other all along the edges in contact.
  • the welding takes place on both sides opposite of the belt: the side intended to come into contact with the tube and the side opposite to this one.
  • Laser welding makes it possible to obtain in the welded zone the same tensile strength than a seamless waistband portion because the Laser welding makes it possible to precisely control the energy delivered to areas to be welded and thus to obtain at the level of the weld a perfect cohesion of the material.
  • ends 31 and 32 of the belt 20 are bevelled in their thickness of so that one end comes over the other end, this structure to improve the structure of the welded zone in term homogeneity of matter.
  • laser welding can be visually inspected, which can be automated, for example using a video camera on the production line.
  • laser welding is more energy efficient and it makes it possible to obtain a reduction in the manufacturing time of the equipped tube of such a belt.
  • the cooling time of such a belt is lower than belts according to the state of the art because of the less amount of material used to make said belt.
  • the anti-implosion belt may for example be made from two separate metal halves, the ends of these two halves being welded two by two by laser welding.

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  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Manufacture Of Electron Tubes, Discharge Lamp Vessels, Lead-In Wires, And The Like (AREA)

Abstract

The cathode ray tube, comprising a front panel, a skirt and a funnel-shaped rear section, has a metal anti-implosion band (30) round the outside of the panel and at least partly covering the skirt. The two ends (31, 32) of the band, which can be cut at a right angle or chamfered, are joined together by laser welding. The weld is preferably effected from opposite sides of the band, i.e. the side in contact with the tube and the side opposite it.

Description

La présente invention se rapporte à un tube à rayons cathodiques et plus particulièrement au dispositif anti-implosion sous forme de ceinture métallique disposée autour de la dalle en verre d'un tel tube.The present invention relates to a cathode ray tube and more particularly to the anti-implosion device in the form of a belt metal arranged around the glass slab of such a tube.

Les tubes à rayons cathodiques, utilisés par exemple dans les récepteurs de télévision, sont formés d'une enveloppe en verre dans laquelle règne un vide poussé.Cathode ray tubes, used for example in television receivers, are formed of a glass envelope in which there is a strong vacuum.

Cette enveloppe comprend une dalle en verre composé d'une face avant entourée par une jupe sensiblement perpendiculaire à cette face avant. Sur la surface interne de la face avant sont disposés des réseaux de luminophores destinés à reproduire une image en couleurs lorsque lesdits réseaux sont excités par des faisceaux électroniques issus de canons disposés à l'intérieur du tube.This envelope comprises a glass slab composed of a front face surrounded by a skirt substantially perpendicular to this face before. On the internal surface of the front face are arranged networks of phosphors for reproducing a color image when said networks are excited by electron beams from guns arranged inside the tube.

De manière conventionnelle la périphérie de la dalle est entourée par une ceinture métallique, appelée ceinture anti-implosion destinée à renforcer la résistance mécanique de l'enveloppe en verre. En effet, après la mise sous vide de l'enveloppe en verre, des contraintes mécaniques s'appliquent sur la face avant et sur la jupe sous l'influence de la pression atmosphérique extérieure à l'enveloppe. En l'absence de cette ceinture anti-implosion un choc sur la dalle peut provoquer l'implosion du tube.Conventionally the periphery of the slab is surrounded by a metal belt, called an anti-implosion belt intended for to strengthen the mechanical strength of the glass envelope. Indeed, after the evacuation of the glass envelope, mechanical stresses apply on the front and on the skirt under the influence of pressure outside the envelope. In the absence of this anti-implosion belt a shock on the slab can cause the implosion of the tube.

II est connu par exemple par le document US6150760 que la ceinture anti-implosion installée autour de la face avant du tube soit constituée d'une boucle sous forme d'une bande métallique dont les extrémités libres sont solidarisées à l'aide d'une pièce métallique complémentaire disposée au-dessus de ces extrémités et soudées électriquement par point à celles-ci.It is known for example from document US6150760 that the anti-implosion belt installed around the front of the tube is constituted a loop in the form of a metal band whose free ends are secured by means of a complementary metal part arranged above these ends and electrically welded point to them.

Cependant ce type de liaison présente un certain nombre d'inconvénients :

  • il augmente le nombre de pièces nécessaires à la constitution de la ceinture.
  • il utilise beaucoup de matériau consommable sous forme de d'électrode de soudure à changer fréquemment
  • il consomme beaucoup d'énergie
  • il augmente localement l'épaisseur de la ceinture ce qui est nuisible pour l'insertion du tube dans le boítier plastique qui généralement épouse au plus prés les formes du tube pour des raisons esthétiques.
  • la qualité de la soudure n'est pas visuellement vérifiable ce qui peut induire l'implosion du tube en cas de soudure défectueuse.
However, this type of connection has a number of disadvantages:
  • it increases the number of parts necessary for the constitution of the belt.
  • it uses a lot of consumable material in the form of welding electrode to change frequently
  • it consumes a lot of energy
  • it locally increases the thickness of the belt which is harmful for the insertion of the tube into the plastic housing which generally marries at most the tube shapes for aesthetic reasons.
  • the quality of the weld is not visually verifiable which can induce the implosion of the tube in case of faulty welding.

L'ensemble de ces problèmes est d'autant plus sensible que la tendance actuelle demandant à la face avant d'être sensiblement plane fait que les fabricants de téléviseurs pour bénéficier de l'aspect esthétique de ces tubes désirent pouvoir concevoir des boítiers dans lesquels les tubes s'emboítent au plus prés desdits boitiers.All of these problems are all the more sensitive as the current trend requiring the front face to be noticeably flat TV manufacturers to benefit from the aesthetic appearance of these tubes desire to be able to design housings in which the tubes fit into the closer to said boxes.

Il n'est cependant pas possible de diminuer l'épaisseur de la ceinture anti-implosion elle- même, ni l'épaisseur de la pièce disposée au-dessus des extrémités de ladite ceinture pour des raisons de résistance mécanique à la traction à laquelle est soumise la ceinture quand elle est en place autour du tube.However, it is not possible to reduce the thickness of the anti-implosion belt itself, nor the thickness of the piece arranged above ends of said belt for reasons of resistance mechanical tension to which the belt is subjected when it is place around the tube.

L'invention apporte une solution à ces problèmes grâce à une structure de ceinture anti-implosion permettant d'obtenir une épaisseur uniforme tout autour du tube qu'elle entoure.The invention provides a solution to these problems by means of a anti-implosion belt structure to obtain a thickness uniform around the tube it surrounds.

Pour cela, le tube à rayons cathodiques selon l'invention comprend une enveloppe en verre formée :

  • d'une dalle en verre comportant une face avant et une jupe périphérique sensiblement perpendiculaire à ladite face
  • d'une partie arrière en forme d'entonnoir, scellée à la face avant au niveau de la jupe
   et d'une ceinture métallique anti-implosion disposée tout autour de la dalle en verre et couvrant au moins partiellement ladite jupe
   caractérisé en ce que les extrémités de ladite ceinture métallique sont solidarisées bord à bord à l'aide d'une soudure laser. For this, the cathode ray tube according to the invention comprises a glass envelope formed:
  • a glass slab having a front face and a peripheral skirt substantially perpendicular to said face
  • a funnel-shaped rear part, sealed on the front side at the level of the skirt
and an anti-implosion metal belt disposed around the glass slab and at least partially covering said skirt
characterized in that the ends of said metal belt are joined edge to edge using a laser weld.

L'invention sera mieux comprise ainsi que ses différents avantages à l'aide de la description ci-après et des dessins parmi lesquels :

  • la figure 1 montre un tube à rayon cathodiques selon l'état de la technique.
  • La figure 2 Illustre un mode de réalisation d'une ceinture anti-implosion selon l'invention
  • La figure 3 illustre un deuxième mode de réalisation d'une ceinture selon l'invention.
The invention will be better understood as well as its various advantages with the aid of the description below and the drawings among which:
  • Figure 1 shows a cathode ray tube according to the state of the art.
  • FIG. 2 illustrates an embodiment of an anti-implosion belt according to the invention
  • Figure 3 illustrates a second embodiment of a belt according to the invention.

La figure 1 illustre un mode de réalisation d'un tube à rayons cathodiques selon l'état de la technique. Comme indiqué sur la figure 1, le tube comprend une dalle 1 formant avec la partie arrière en forme d'entonnoir 2 une enveloppe en verre mise sous vide. La dalle et la partie évasée arrière sont solidarisées l'une à l'autre à l'aide d'un cordon de verre fritté F. La dalle est de forme sensiblement rectangulaire délimitée par une paire de cotés longs horizontaux et une paire de cotés courts verticaux. La dalle est composée d'une face avant délimité par une jupe 11 perpendiculaire à ladite face. A l'intérieur du col cylindrique 3, situé à l'extrémité de la partie en entonnoir 2, est disposé un canon à électrons 5 émettant au moins un faisceau d'électrons en direction d'un écran disposé sur la surface interne de la face avant 1. L'écran est constitué par des réseaux de luminophores destinés à reproduire une image sous l'impact d'un faisceau d'électrons. Un dispositif de déflection électromagnétique est disposé sur la partie arrière du tube et dévie le ou les faisceaux électroniques afin que soit balayée toute la surface de l'écran. Lorsque le tube est de type à reproduire une image en couleurs, le canon à électrons émet trois faisceaux d'électrons, chaque faisceau étant destiné à reproduire une couleur primaire : rouge, vert, bleu. Une ceinture anti-implosion 10 est disposée sur la jupe 11 de la dalle, jupe disposée entre la face avant et la zone de scellement 12 avec la partie arrière 2. La ceinture comporte dans les coins du tube des oreilles 14 permettant la fixation du tube à l'intérieur d'un boitier, généralement réalisé en matériaux plastiques. La ceinture est disposée autour du tube de la manière suivante :

  • la ceinture est dans un premier temps chauffée à haute température pour augmenter son périmètre
  • la ceinture chauffée est disposée autour du tube et en refroidissant la diminution de son périmètre met l'avant du tube en compression mécanique.
FIG. 1 illustrates an embodiment of a cathode ray tube according to the state of the art. As shown in Figure 1, the tube comprises a slab 1 forming with the funnel-shaped rear portion 2 a vacuum-packed glass envelope. The slab and the rear flared portion are secured to one another by means of a sintered glass bead F. The slab is of substantially rectangular shape delimited by a pair of long horizontal sides and a pair of short sides vertical. The slab is composed of a front face delimited by a skirt 11 perpendicular to said face. Inside the cylindrical neck 3, located at the end of the funnel portion 2, is disposed an electron gun 5 emitting at least one electron beam in the direction of a screen disposed on the inner surface of the face before 1. The screen consists of arrays of phosphors intended to reproduce an image under the impact of an electron beam. An electromagnetic deflection device is disposed on the rear portion of the tube and deflects the electron beam (s) to scan the entire surface of the screen. When the tube is of the type to reproduce a color image, the electron gun emits three beams of electrons, each beam being intended to reproduce a primary color: red, green, blue. An anti-implosion belt 10 is disposed on the skirt 11 of the slab, a skirt disposed between the front face and the sealing zone 12 with the rear portion 2. The belt comprises in the corners of the tube ears 14 for fixing the tube inside a case, usually made of plastic materials. The belt is arranged around the tube as follows:
  • the belt is first heated at high temperature to increase its perimeter
  • the heated belt is arranged around the tube and cooling the decrease of its perimeter puts the front of the tube in mechanical compression.

La ceinture est en général composée à partir d'une bande métallique pliée 10 dont les extrémités sont solidarisée par une plaque 17 réalisée dans un matériau ayant une forte résistance mécanique ou une épaisseur importante, ceci afin de pouvoir résister aux fortes forces de traction s'exerçant sur ces extrémités lorsque la ceinture disposée sur le tube est revenue à la température ambiante. La soudure est une soudure résistive par points comme illustré par la figure 1.The belt is usually made from a band folded metal 10 whose ends are secured by a plate 17 made of a material having a high mechanical strength or a large thickness, this in order to withstand the strong tensile forces exerted on these ends when the belt disposed on the tube is returned to room temperature. Welding is a resistive weld by points as shown in Figure 1.

Des expériences menées en disposant bord à bord les extrémités de la ceinture et en soudant ces extrémités par apport de matière n'ont pas apporté satisfaction, la soudure résultante ne supportant pas les forces de traction nécessaires pour assurer la contrainte mécanique nominale que doit exercer la ceinture sur le tube, la cohésion de la matière au niveau de la soudure n'étant pas suffisante.Experiments with edge-to-edge of the belt and welding these ends by contribution of material do not have satisfied, the resulting weld does not support the forces of necessary traction to ensure the nominal mechanical stress that must exercise the belt on the tube, the cohesion of the material at the level of the welding is not sufficient.

Selon l'invention l'utilisation d'un laser pour assurer la soudure bord à bord des extrémités de la ceinture permet sans ajout de matière d'obtenir la résistance mécanique nécessaire pour résister durablement aux dites forces de traction.According to the invention the use of a laser to ensure the welding edge to edge of the ends of the belt allows without adding material to obtain the necessary mechanical resistance to sustainably resist say pulling forces.

Selon un mode de réalisation de l'invention,illustré par la figure 1, les extrémités 21 et 22 de la ceinture 20, coupées à angle droit, sont mises en contact bord à bord puis à l'aide d'un faisceaux laser sont soudées l'une à l'autre tout le long des bords en contact.According to one embodiment of the invention, illustrated by FIG. the ends 21 and 22 of the belt 20, cut at right angles, are contact edge to edge and then using a laser beams are welded one to the other all along the edges in contact.

De manière préférentielle, la soudure s'effectue des deux cotés opposées de la ceinture : du coté destiné à venir au contact du tube et du coté opposé à celui-ci.Preferably, the welding takes place on both sides opposite of the belt: the side intended to come into contact with the tube and the side opposite to this one.

La soudure laser permet d'obtenir dans la zone soudée la même résistance à la traction qu'une portion de ceinture sans soudure du fait que la soudure par laser permet de contrôler précisément l'énergie amenée sur les zones à souder et d'obtenir ainsi au niveau de la soudure une parfaite cohésion de la matière.Laser welding makes it possible to obtain in the welded zone the same tensile strength than a seamless waistband portion because the Laser welding makes it possible to precisely control the energy delivered to areas to be welded and thus to obtain at the level of the weld a perfect cohesion of the material.

Dans un mode de réalisation alternatif, illustré par la figure 3, les extrémités 31 et 32 de la ceinture 20 sont biseautées dans leur épaisseur de manière à ce qu'une extrémité vienne au-dessus de l'autre extrémité, cette structure permettant d'améliorer la structure de la zone soudée en terme d'homogénéité de la matière.In an alternative embodiment, illustrated in FIG. ends 31 and 32 of the belt 20 are bevelled in their thickness of so that one end comes over the other end, this structure to improve the structure of the welded zone in term homogeneity of matter.

Alors qu'il était impossible de vérifier la qualité de la soudure par résistance électrique selon l'état de la technique, la soudure par laser peut être inspectée visuellement, inspection qui peut être automatisée par exemple à l'aide d'une caméra vidéo sur la chaíne de fabrication.While it was impossible to check the quality of the weld by electrical resistance according to the state of the art, laser welding can be visually inspected, which can be automated, for example using a video camera on the production line.

Par ailleurs la soudure par laser est plus économique en énergie et elle permet d'obtenir une diminution du temps de fabrication du tube équipé d'une telle ceinture. En effet le temps de refroidissement d'une telle ceinture est plus faible que celui des ceintures selon l'état de la technique du fait de la moindre quantité de matière utilisée pour réaliser ladite ceinture.In addition, laser welding is more energy efficient and it makes it possible to obtain a reduction in the manufacturing time of the equipped tube of such a belt. Indeed the cooling time of such a belt is lower than belts according to the state of the art because of the less amount of material used to make said belt.

Les modes de réalisation décrits précédemment ne sont pas limitatifs. La ceinture anti-implosion peut par exemple être réalisée à partir de deux moitiés métalliques distinctes, les extrémités de ces deux moitiés étant soudées deux par deux par soudure laser.The embodiments described above are not limiting. The anti-implosion belt may for example be made from two separate metal halves, the ends of these two halves being welded two by two by laser welding.

Claims (4)

Tube à rayons cathodiques comprenant une enveloppe en verre sous vide formée d'une dalle en verre comportant une face avant 1 et une jupe périphérique 11 sensiblement perpendiculaire à ladite face d'une partie arrière 2 en forme d'entonnoir, scellée à la face avant au niveau de la jupe
   et d'une ceinture métallique anti-implosion (20,30) disposée tout autour de la dalle en verre et couvrant au moins partiellement ladite jupe    caractérisé en ce que des extrémités (21,22 ;31,32)de ladite ceinture métallique sont solidarisées bord à bord à l'aide d'une soudure laser.Cathode ray tube comprising a vacuum glass envelope formed a glass slab having a front face 1 and a peripheral skirt 11 substantially perpendicular to said face a funnel-shaped rear portion 2, sealed to the front face at the level of the skirt
and an anti-implosion metal belt (20,30) disposed around the glass slab and at least partially covering said skirt characterized in that ends (21,22; 31,32) of said metal belt are joined edge to edge by means of a laser weld. Tube à rayons cathodiques selon la revendication 1 caractérisée en ce que les extrémités (31,32) sont biseautées dans leur épaisseur.Cathode ray tube according to claim 1 characterized in that the ends (31,32) are bevelled in their thickness. Tube à rayons cathodiques selon la revendication 1 caractérisée en ce que la dalle en verre comporte une face avant 1 sensiblement plane.Cathode ray tube according to claim 1 characterized in that the glass slab has a substantially planar front face 1. Tube à rayons cathodiques selon la revendication 1 caractérisé ne ce que la soudure est réalisée des deux cotés des extrémités disposées bord à bordCathode ray tube according to claim 1, characterized in that the welding is carried out on both sides of the ends arranged edge to edge
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