Brevet FR2173782A1 — publié le 19731012

La présente invention concerne des perfectionnements aux dispositifs de protection contre l'implosion des ampoules des tubes à rayons cathodiques, et particulièrement es tubes de réception d'images de télévision à vision directe de l'écran qui sont dits "à écran dégag" du fait que toute la partie de tels tubes portant l'écran est effectivement laissée à nu à partir de la ligne qui détermine, sur l'avant du tube, le contour de périmètre maximal, préférentiellement rectangulaire, de l'ampoule constituant l'enveloppe de ces tubes : ce qui permet d'avoir ainsi une vision véritablement maximale de l'image donnée par l'écran. De nombreuses solutions ont été proposées pour réaliser des protections contre l'implosion qui permettent d'obtenir cette image maximale. tes études correspondantes qui ont été menées autour de ce problème, et qui ont permis de définir de telles protections, ont montré que, pour être efficace, il suffisait qu'une protection intéresse la zone de plus grand périmètre de l'ampoule, à condition toutefois qu'une telle protection présente une indéformabilité permanente quasi absolue, de sorte que, au moment d'un choc affectant un tube à rayons cathodiques, il ne puisse y avoir, eonsécuti- vement à l'apparition des félures résultant de ce choc, de propagation do ces félures, génératrices de fragments de verre accolés, ni élargissement de ces félures: en effet, dans ces conditions, la pression atmosphérique s'exerçant sur la surface extérieur de l'ampoule, amène immanquablement le déboitement brutal desdits fragments de verre lesquels se trouvent alors aspirés vers l'intérieur de l'enveloppe , ce qui provoque le phénomène dit d' "implosion" qui se résoud ensuite, comme l'on sait, en une véritable explosion faisant voler en éclats l'ampoule constituant l'enveloppe du tube à rayons cathodiques. La recherche de l'efficacité d'une protection contre l'implosion des tubes à rayons cathodiques, qui doit être assurée conformément aux normes de sécurité internationales, est donc liée essentiellement à l'obtention de l'indéformabilité susdite d'un cadre mis en place sur la zone précitée de plus grand périmètre de l'ampoule. Cependant cette indéformabilité ne doit pas résulter d'un dimensionnement excessif des éléments qui constituent, autour de cette zone de plus grand périmètre de l'ampoule, le "cadre de protection" recherché : en effet cela irait à l'encontre des impératifs de moindre encombrement et de moindre poids exigés, pour les tubes à rayons cathodiques , notamment pour récepteurs de télévision, par les cahiers des charges de fabrication qui définissent les normes d'interchangeabilité de tels tubes équipés de tels cadres de protection. Dans ces conditions il a été trouvé que la solution la plus simple apportée au problème consistait à disposer, immédiatement en arrière de la ligne qui limite vers l'écran d'un tube à rayons cathodiques la zone de plus grand périmètre de l'enveloppe de ce tube, un cadre en tôle d'acier, présentant un périmètre interne légèrement inférieur à ce périmètre maximal, mis en place à chaud ou à froid, c'est-à-aire, dans le premier cas, emmanché, après avoir été convenablement dilaté, sur ladite zone dament protégée contre tout choc thermique par une-couche relativement mince d'un revêtement calorifuge, dans le second cas emmanché mécani quement à la presse, préférentiellement par l'arrière de l'ampoule: le retrait du cadre, du fait de son refroidissement dans le premier cas, du fait du jeu des tensions mécaniques mises en oeuvre dans le second cas, qui résulte, dans l'un comme dans l'autre cas, du "serrage" initialement donné au cadre comme susdit, conduit au meme résultat à savoir que le cadre mis en place assure en fait un frettage de ladite zone de plus grand périmètre de l'ampoule, tout au moins sur une bande de cette zone celle le long de laquelle ledit cadre appuie effectivement sur le verre de l'ampoule, et qui peut ne pas s'étendre en effet obligatoirement sur toute la hauteur de ladite zone.Dans ce cas, qui est le cas le plus général, la mise en place du cadre est complétée par la mise en place d'un matériau manipulé en phase fluide, versé dans l'intervalle existant au-dessus de l'endroit où le cadre appuie sur le verre de l'ampoule, ledit matériau devenant ensuite solide de façon relativement rapide. En ce qui concerne les cadres utilisés, ceux-ci peuvent présenter des sections diverses. Ils sont réalisés cependant, le plus généralement, à partir d'une bande de tôle, d'un acier de qualité courante ou plus élaboré, d'une épaisseur de l'ordre du millimètre ct d'une largeur de 50 à 60 mm, découpée, mise à la forme et au périmètre recherche puis soudée bout-à-bout par tout procedé qui confère à la liaison obtenue une qualité et des caractéristiques métallurgiques dament contrôlées, la pièce ainsi obtenue étant alors mise à la forme et au périmètre interne assurant le serrage convenable tel que susdit : par exemple, ainsi qu'il est courant de procéder, par extension sur un outillage approFrié . Pour ce qui est des matériaux de remplissage, la gamme en est très étendue et va du soufre et du plâtre aux résines époxy, polyesters et autres substances, l'essentiel étant que, en phase fluide, le matériau remplisse bien l'intervalle qui lui est offert, en s'immisçant le plus parfaitement possible dans les moindres interstices qui peuvent exister entre le métal du cadre et le verre en regard de l'ampoule, et que, en phase solide, ce matériau présente la meilleure cohésion possible et une excellente dureté. On conçoit bien cependant qu'un cadre qui ne serait fait, comme susdit, que d'une simple bande de métal mise en forme en accord avec le contour de la zone à protéger n'offrirait pas la rigidité nécessaire pour assurer une protection convenable aux risques d'implosion de l'ampoule sur laquelle il serait monté, à moins que l'épaisseur de la t81e ne soit choisie en conséquence, ce qui va à l'encontre des impératifs d'encombrement et de poids évoqués. C'est pourquoi les cadres métalliques qui ont fait l'objet des solutions apportées dans l'art antérieur au problème de la protection contre l'implosion des tubes à rayons cathodiques sont le plus généralement renforcées, au voisinage de leur bord antérieur c'est-à-dire celui jouxtant l'écran, soit par un matriçage qui ramène ce bord vers l'intérieur du cadre, accroissant ainsi sa rigidité mécanique vers l'avant, soit par l'addition d'une bande d renforcement choisie plus étroite mais, le plus généralement, sensiblement de m8me épaisseur que le cadre, rapportee sur la partie antérieure de celui-ci et d'une largeur qui est préférentiellement de l'ordre du 1/a ou du 1/5 ème de la largeur de la bande constituant le cadre.Une telle bande est d'ailleurs préalablement préparée suivant la même technique que le cadre c'està-dire soudée bout-à-bout, mise en forme par extension à un périmètre inférieur au périmètre extérieur du cadre, puis emmanchée à chaud, bord-à-bord, autour dudit cadre auquel elle est ensuite assujettie, par exemple par sondage elect Rue par points. Suivant un mode de construction équivalent, il a été proposé de faire venir directement,de fabrication, cette bande additionnelle de renforcement rattachée à la bande m8me qui constitue le cadre proprement dit, en repliant préalablement, soit vers lexté- rieur comme susdit, soit même vers l'intérieur, l'un des deux bords d'une bande unique choisie, à telle fin, d'une largeur égale à la largeur du cadre lui-m8me augmentée d'une valeur qui assurer, après pliage,à la bande ainsi surajoutée, une largeur égale à celle de la bande additionnelle précitée. tans l'un comme dans l'autre cas on conçoit qu'un cadre de protection ainsi préparé puisse être mis en place, autour de la zone à protéger d'une ampoule de tube à rayons cathodiques, ainsi qu'il a été dit, aussi bien à chaud, c'est-à-dire après avoir été prcalablement dilaté pour être amené sur la périphérie de cette zone, qu'à froid, par emmanchement mécanique, par exemple à l'aide d'une presse, par l'arrière du tube : de telles façons de procédor, pour effectuer la mise en place d'un cadre tel que décrit,sont d'ailleurs connues en soi et classiquement mises en oeuvre, à ce jour, dans la production en grande série des tubes à rayons cathodiques, notamment des tubes de réception d'images des récepteurs do télévision noir et blanc et couleur. Mais, particulièrement dans le cas d'un cadre en tble d'acier dont le bord antérieur est replié, comme susdit, vers l'intérieur, on conçoit que cette partie, ainsi repliée sur une hauteur équi valent à la largeur de la bande de tble additionnelle, introduise, sur toute cette hauteur du cadre, un raidissement important pour l'ensemble d'un cadre de protection ainsi constitué.En effet, lors d'un emmanchement à froid à la presse sur la partie d'ampoule à protéger, du fait du "serrage" mécanique adopté, le métal, mis ainsi en double épaisseur, ne se prête que difficilement alors que, par contre, un tel mode de préparation d'un cadre peut très bien s'accommoder, de par la dilatation préalable prise alors par le cadre, d'une mise en place à chaud ainsi qu'il est décrit dans différents textes concernant une telle façon d'opérer.Mais le fait de doubler l'épaisseur du cadre exclut par conséquent la mise en place à la presse de ce cadre du fait des efforts trop importants qui en résulteraient alors sur le verre de l'ampoule et des contraintes qui s'exerceraient ensuite sur celui-ci, lesquelles, mtme si elles mettent en compression le verre sousjacent comme c'est bien effectivement le cas, ne peuvent bien entendu, ainsi qu'il est connu, dépasser les valeurs admissibles en parcil cas. Mais une telle remarque est en fait tout aussi valable dans le cas de la mise en place à chaud, lorsque le cadre se trouve refroidi : il n'est, à ce sujet, que de confronter, en les examinant latéralement, divers cadres mis en place autour de tubes à rayons cathodiques conformément à l'un ou l'autre procédé, pour constater que de tels cadres, une fois mis en place, offrent toujours, vers l'avant, un profil légèrement concave du fait de ltétirage du métal consécutivement à cette mise ca place, et ceci plus particulièrement aux quatre angles pour les cadres montés autour de tubes à face rectangulaire : ce qui traduit le fait que la partie antérieure de tels cadres s'écarte en ces endroits de la ligne de raccordement de cette face avec la partie de périmètre maximal de l'enveloppe, ligne sur laquelle ils devraient..* bien au contraire, afin d'en assurer lindéformabilité, serrer avec la force maximale compatible avec la résistance à la compression du verre sous-jacent : ce qui, en conséquence, réduit singulièrement l'efficacité de tels cadres du point de vue protection contre l'implosion des tubes à rayons cathodiques qui en sont équipés. te dispositif de protection contre l'implosion suivant l'invention présente au contraire une efficacité remarquable qui lui est conférée par une particularité de construction qui oblige le bord antérieur du cadre qui en est pourvu à exercer à la surface du verre sous-jacent une force toujours orthogonale à cette surface. Tans ce dispositif, qui est réalisé lui aussi sous la forme d'un cadre obtenu à partir d'une bande de tole d'acier telle que citée précédemment, le bord antérieur dudit cadre est replié obligatoirement vers l'intérieur pour former un bourrelet d'une hauteur relativement faible puisque seulement de l'ordre de trois à cinq fois l'épaisseur do la tale, et, en outre, selon l'invention, exécuté de façon que subsiste obligatoirement, en son intérieur, un très faible espace, de largeur moindre que l'épaisseur de la t81e:: de la sorte l'arase interne de la tranche de la tale, en s'appuyant sur ladite paroi, confère au bourrelet ainsi réalisé, à tout niveau de celui-ci, une élasticité mécanique que ne peut offrir en aucun cas un cadre dont le bord est simplement rce e nplat sur plat, sur le corps du cadre comme l'a présenté /.'art antérieur.En outre la portée sur la surface du verre sous-jacente, s'effectue obligatoirement suivant une ligne de niveau dudit bourrelet : ainsi la pression exercée sur cette surface par ledit bourrelet tout le long de cette ligne de niveau reste donc toujours orthogonale à cette surface quelle que soit la façon dont se présente le cadre autour du tube, ce qui assure 1 meilleur maintien possible de la partie correspondante de l'enveloppe au droit de-son périmètre maximal, conférant aux tubes à rayons cathodiques équipés d'un cadre de protection ainsi réalisé une résistance à l'implosion bien meilleure que tous les autres cadres connus de l'art antérieur Une explication peut titre donnée d'une telle propriété avantageuse par l'existence du bourrelet, tel que décrit, sur le bord antérieur du cadre, en considérant que, lors de la mise en place, aussi bien à froid qu'à chaud, d'un cadre ainsi conformé, la partie interne du bourrelet épouse mieux, sous l'effet du serrage mécanique qui lui est donné de construction, la surface de périmètre maximal de l'enveloppe du tube sur laquelle s'appuie ladite partie interne de ce bourrelet au voisinage le plus immédiat de la ligne de raccordement de cette partie de périmètre maximal avec la face du tube, étant connu en effet que cet effort doit s'exercer au plus près de cette ligne : ce qui, vu la faible largeur donnée comme indiqué audit bourrelet, est bien effectivement le cas. La Demanderesse a d'ailleurs constaté expérimentalement, par une série de tests dits "à la bille", bien connus de l'homme de l'art, que, avec le dispositif suivant l'invention, il n'est mtme pas obligatoire d'effectuer, à l'aide d'un matériau durcissable tels que ceux précédemment cités, le remplissage de l'intervalle existant vers l'arrière du tube à rayons cathodiques, entre le corps du cadre et l'enveloppe de verre de ce tube, le cadre suffisant en effet, à lui seul, à assurer la protection du tube contre l'implosion. Bien entendu il reste toujours possible, si désiré, de procéder cependant à un tel remplissage, à titre de sécurité supplémentaire. L'invention sera mieux comprise, en ses caractéristiques et ses avantages, en se référant à la description qui suit et au dessin annexé, donnés ltun et l'autre à titre indicatif et donc en aucun cas limitatif. Sur le dessin - la figure 1 est une vue en perspective d'un tube à rayons cathodiques à écran rectangulaire équipé d'un dispositif de protection contre l'implosion conforme à l'invention ; - la figure 2 est une vue en coupe, sensiblement en vraie grandeur, d'une partie de l'ampoule constituant l'enveloppe d'un tel tube et de la partie correspondante dudit dispositif de protection; - la figure 3 est une vue agrandie d'un détail de la précédente coupe, dans lequel réside l'invention. L'ampoule de verre 1, constituant l'enveloppe d'un tube à rayons cathodiques de télévision à écran de forme rectangulaire reprcsenté sur la figure 1, est constituée dXune.fLce 2, d'un bulbe ou corps 3 de forme quasi pyramidale et d'un col tubulaire 4 assemblés selon une t;chnologie verrière connue. tans le col est inséré le canon éleetroniquo monté sur une embase scellée audit col, non représentés. Le tube terminé est complété par un capot 5 porteur de broches de connexion 6. Ainsi qu'il a été indiqué, la zone à équiper pour obtenir une protection efficace contre l'implosion est la partie 7 de l'ampoule qui représente la zone pour laquelle le contour de ladite ampoule est maximal. Cette partie 7, constituant la liaison do la face 2 au bulbe 3, est connue sous le terme verrier de "jupe". Cette jupe, qui est rattachée à la face par une ligne 7a connue sous le terme, également verrier, de "couture de moule" présente, à tout niveau, une section droite identique à cette ligne 7a et réalise donc une surface cylindrique. Comme telle la jupe peut recevoir par emmanchement, comme il a été dit, tout dispositif do protection de forme similaire cylindrique, tel que le cadre 8 conforme à l'invention qui est montré dans son ensemble figure 1 et dans ses détails, en coupes, figures 2 et 3, la jupe étant plus particulièrement visible sur ces deux coupes. Ledit cadre 8 est terminé vers l'avant par le bourrelet 9, qui a fait l'objet de la description donnée ci-dessus, obtenu par repli du bord avant de la bande do t81e d'acier dont est constitué le cadre 8. Le "serrage" mécanique initial, défini précédemment, du bourrelet 9 sur la jupe 7 est assuré, de construction du cadre 8, par le choix d'un périmètre intérieur de ce bourrelet 9 inférieur de quelques millimètres au périmètre do la jupe 7 eu égard aux tolérances de fabrication tenues par les Industries du Verre dans la production de la pièce de verre qui comporte ladite jupe 7. I1 a été trouvé expérimentalement que, pour une ampoule de tube à rayons cathodiques de télévision de forme rectangulaire dont la grande diagonale d'écran est de 61cl, ce périmètre intérieur du bourrelet peut être choisi inférieur de 4 à 5 mm au périmètre de la jupe 7 mesuré au plus près de la ligne périphérique 7a de couture de moule qui constitue le bord antérieur de la partie de la jupe 7 sur laquelle appuie le bourrelet 9. Sur le détail qui est donné à plus grande échelle, figure 3, du bourrelet 9, ont été repérées la hauteur h de ce bourrelet, comptée à partir du contour apparent avant du cadre 8, et la largeur i de l'espace subsistant, de construction, après repli de la ttle dont est constitué le cadre 8 pour former le bourrelet 9, l'ar8te interne, marquée 10, de la tranche de cette tôle venant en appui sur la paroi en regard du corps dudit cadre 8 : ce qui confère une certaine élasticité au bourrelet 9, le mettant ainsi près obligatoirement en pression, au plus/de la ligne de couture de moule, sur la partie de périmètre maximal sur laquelle il prend appui, lui permettant en conséquence de compenser les variations précitées éventuelles dudit périmètre maximal que peuvent présenter,d'origine, les ampoules reçues des Verreries. tans la pratique il a été constaté, à la suite d'essais successifs effectués à ce sujet par la Demanderesse, que la cote optimale de h doit titre comprise entre deux fois et cinq fois la cote d'épaisseur de la tole constituant le cadre ct que la cote optimale de i doit être au plus égale à cette cote d'épaisseur de la tale. Ainsi qu'il a été dit, l'intervalle restant libre, entre le cadre 8, la jupe 7 et la partie de bulbe 3 qui est raccordée à celle-ci, peut éventuellement ttre rempli d'un matériau 20, manipulé en phase fluide, devenant solide après sa mise en place tel que soufre, plâtres résine, polyesters, etc. En ce qui concerne la mise en place, aussi bien à chaud qu'à froid, du cadre de protection conforme à l'invention, la forme arrondie, côté ampoule, que présente le bourrelet 9 facilite cette mise en place. En outre aucune bavure de métal ne risque de se trouver en contact avec le verre de l'ampoule, ce qui exclut tous risques de rayures et donc de détérioration du verre en résultant. Enfin les tests d'implosion, pratiqués par la Demanderesse dans l'étude qu'elle a effectuée du dispositif de protection contre l'implosion suivant l'invention, ont montré que, sans inconvénient pour l'efficacité du dispositif, la largeur de la bande de tôle d'acier utilisée pour réaliser le cadre de protection pouvait être réduite de 20 à 25 % par rapport à celle couramment utilisée dans les dispositifs connus mettant en oeuvre également un cadre réalisé à partir d'une tble de mme qualité métallurgique : ce qui allege d'autant le cadre réalisé et diminue dans la même proportion le prix du métal nécessaire à la fabrication de ce cadre. L'invention,qui a été décrite particulierement dans le cas d'application la plus répandue à des tubes à rayons cathodiques à écran. rectangulaire pour récepteurs de télévision, est applicable à tous autres tubes à rayons cathodiques, notamment pour radar e-t mesures , et, de la façon la plus générale, à la protection contre l'implosion do toute enceinte en verrue mise sous vide. REVENDICATIONS I. Dispositif de protection des tubes à rayons cathodiques contre l'implosion, ces tubes comportant une enveloppe composée d'un bulbe et d'un fc prolongée par une jupe cylindrique raccordée sur tout son pourtour au bulbe, ledit dispositif consistant cn un cadre réalisé à partir d'une bande de tôle d'acier fermée sur elle-même, ledit cadre étant mis en place sur cette jupe, son bord antérieur au plU9 près de la ligne de raccordement de cettc jupe avec la face, caractérisé en ce que ledit bord antérieur présente un bourrelet résultant du repli de la t81e vers l'intérieur du cadre, ledit bourrelet comportant intérieurement un cspace libre, l'cette interne de la tranche de la tôle ainsi repliée s'a'yant sur la paroi intérieure du cadre, le périmètre interne dudit bourrelet étant choisi inférieur au périmètre maximal de l'ampoule d'une valeur assurant le serrage mécanique dudit bourrelet sur ladite jupe. 2. Dispositif selon la rcvendication 1, caractérisé en ce que la hauteur dudit bourrelet est comprise entre trois fois et cinq fois l'épaisseur de la t81e. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la largeur dudit espace librc intérieur audit bourrelet est au plus égale à l'épaisseur de la talez 4. Tubes à rayons cathodiques, caractérisés en ce qu'ils sont équipés d'un dispositif de protection contre l'implosion selon l'une des revendications précédentes.