Brevet FR2622051A1 — publié le 19890421

DISPOSITIF DE GRAPHITAGE DU COL DANS LES CONES DE TUBES CATHODIQUES. L'invention concerne un dispositif permettant le graphitage intérieur de la surface du col dans le cône des tubes cathodiques. Cette opération de graphitage a pour but de rendre conductrice cette surface intérieure du col du tube pour la porter au même potentiel (25 Kv) que celui de la grille qui est au contact de l'élément communément désigné par l'expression anglosaxonne "top shield cup" (coupelle). Cette opération est délicate car, pour des raisons de fonctionnement du tube, la hauteur maximale du graphitage dans le col est un paramètre critique. De plus, l'épaisseur de la couche de graphite déposée doit être uniforme. Pour ces raisons, les opérations de graphitage faites manuellement ne sont pas fiables et sont, de plus en plus, effectuées au moyen de machines automatiques. Celles- ci, outre leur capacité à régler la hauteur du graphitage à l'intérieur du col doivent être adaptées aux différents tubes cathodiques en fonction de leur angle de déviation, ou 110 . La présente invention a précisément pour objet de résoudre tous ces problèmes et concerne un dispositif de graphitage de col de cône de tube cathodique équipé de moyens qui le rendent apte à recevoir tous types de tubes quelque soit leur angle de déviation, moyens coopérant avec les moyens de graphitage proprement dits de telle sorte que ce graphitage s'effectue sur une hauteur bien déterminée de la surface intérieure du col et de manière homogène. Elle concerne plus précisément un dispositif de graphitage du col dans les cônes de tubes cathodiques sur une hauteur déterminée par un plan (Lg); caractérisé -2- en ce qu'il comprend, montés en rotation sur un même châssis (110), deux bras équipés chacun d'une collerette dont le profil s'adapte en fonction des angles de déviation des tubes cathodiques, ces collerettes coopérant aveç une table d'appui capable de se translater dans un plan vertical et munie de moyens de centrage de la base du cône dans un plan horizontal, pour d'une part centrer le col du cône selon son axe (xx) et pour déterminer un plan servant de plan de référence (LR) pour l'opération de graphitage, du col sur une longueur déterminée (1) égale à la distance entre les plans (Lg) et (LR). L'invention sera mieux comprise à l'aide des explications qui vont suivre et des figures jointes parmi lesquelles: - la figure 1 est une illustration schématique d'un dispositif conforme à l'invention; - la figure 2 est un schéma illustratif d'une partie du dispositif de la figure 1; - la figure 3 est une vue de dessus du dispositif suivant la flèche (F) de la figure 1; - les figures 4a et 4b sont des sections de colerettes de centrage des cols de cône de 110 et 90 ; - la figure 5 est un schéma illustrant un tube cathodique dont le col de cône a été revêtu de graphite au moyen du dispositif selon l'invention. Pour plus de clarté, les mêmes éléments portent les mêmes références sur toutes les figures. Comme le montrent les figures qui illustrent schématiquement un dispositif conforme à l'invention, celui-ci est essentiellement constitué: - d'un châssis (110); - d'un sous-ensemble (2) constitué d'un plan d'appui (4) sur lequel repose le cône (1), plan d'appui (4) équipé 3- d'un système de butées de centrage du cône dans -un plan horizontal, ce plan d'appui (4) pouvant se translater dans un plan vertical; - de deux bras (7a) et (7b) équipés respectivement d'une collerette (9a) et (9b) présentant une face d'appui contre laquelle vient buter le cône (1) lors de l'ascension du plan d'appui (4), cette face d'appui délimitant une ligne de référence (LR); - d'un système de graphitage (77) proprement dit dont le mouvement est d'une part lié au mouvement de translation verticale du plan d'appui (4) et d'autre part guidé au moyen d'une gorge (25) dont la configuration du profil et le positionnement conduisent le pinceau de graphitage (21) jusqu'au plan (Lg) qui est la limite de la zone du col à graphiter; - d'un ensemble de vérins, de moteurs, de ressorts, etc. solidaires du châssis (110) faisant coopérer entre eux les différents éléments du dispositif. Le fonctionnement et la description du dispositif selon l'invention sont décrits simultanément au moyen des figures 1 et 2. Un châssis (110) porte l'ensemble des éléments constituant le dispositif et notamment le plan d'appui (4) du cône (1) dont la surface intérieure du col doit être graphitée. Ce plan d'appui (4) est équipé, selon une caractéristique de l'invention, d'une pluralité de butées, par exemple six, dites de centrage, dont la structure et le fonctionnement sont illustrés au moyen de la figure 2. On voit que chacune de ces six buttes (51, 52, 53, 54, 55, 56) est associée à un support indépendant (Sl, S2, S3, S4, S5, S6) ayant un point de rotation, également indépendant, (pl, p2, p3, p4, p5, p6) solidaire du plan -4- d'appui (4). Les liaisons entre ces supports sont réalisées par quatre tirants pousseurs (tl, t2, t3, t4) de longueurs constantes pour chacun, mais non identiques entre eux, associés aux supports (S1, S2, S3, S4, S5, S6) de telle sorte que, sous l'action de deux vérins (C1) et (C2), les six butées (51, 52, 53, 54, 55, 56) viennent coincer l'embase du cône (1) schématisé par un trait mixte sur cette figure 2. Il faut remarquer que le vérin (C1) commande le support (S1) et que le vérin (C2) commande le support (S6). Chaque vérin indépendant coopère respectivement avec les tirants pousseurs et tireurs (tl, t2, t3) et avec le tirant (t4) pour agir sur les butées par effet de pentographe, et amène ainsi toutes les butées au contact de six points (a, b, c, d, e, f) du pourtour du cône (1) qui se centre ainsi parfaitement, selon un axe vertical (xx) qui correspond à l'axe du col (3) du cône (1). Sur la figure 1, le dispositif de graphitage (77) est représenté alors que le cône (1) (en trait plein) vient d'être disposé et centré sur le plan d'appui (4) par les six butées (51) à (56)- Une seule de ces butées est référencée arbitrairement (5) sans indice sur cette figure. Le cône (1) est donc centré dans un plan horizontal sur le plan d'appui (4), lui- même en position basse. On peut voir sur la figure 1, deux autres cônes symbolisés en pointillés qui sont en place sur le plan d'appui (4) également en pointillés qui, dans ce cas, est en position haute car, comme cela sera expliqué ultérieurement, le plan d'appui (4) peut évoluer verticalement d'une position basse vers une position haute. En fait, deux cônes sont représentés en position haute; l'un présente un angle de déviation de 90 et l'autre de 110 . Selon une caractéristique de l'invention, deux bras (7a) et (7b) solidaires du chassis (110) sont visibles sur la figure 3 alors qu'un seul est représenté sur la figure 1 sous le repère (7a). Chacun, tournant autour d'un axe (yy) et (zz), est équipé d'une colerette (9a) et (9b) adaptée à la configuration extérieure des cols (3) qui varie en fonction de l'angle de déviation du cône (1) concerné. Ainsi, comme le montrent en coupe les figures 4a et 4b, les profils d'usinage des plans d'appui sont usinés de telle sorte que la colerette (4a) est adaptée au cône de 110 alors que la colerette (4b) est adaptée au cône de 90 . On peut voir également sur les figures 4a et 4b que les angles choisis pour l'usinage de chacun des cônes des colerettes est différent et ceci, afin d'obtenir une génératrice contre laquelle vient buter le cône (1) lors de l'ascension du plan d'appui (4). Cette génératrice est alors la ligne de référence (LR). Préalablement à l'étape de montée du plan d'appui (4), le bras (7a) ou (7b) concerné est orienté par rotation autour de l'axe (yy) ou (zz) au moyen d'un vérin (8a) ou (8b) de telle sorte que l'axe (xx) de la collerette (9a) ou (9b) coincide avec l'axe (xx) du col (3). Le plan d'appui (4) est alors translaté vers le haut jusqu'à ce que ce cône vienne en appui sur la ligne de référence (LR) de la collerette concernée. Le col (3) est, dans ces conditions, centré et positionné en hauteur de manière automatique, précise et reproductible. Cette translation du plan d'appui (4) est réalisée de la manière décrite ci-dessous. La collerette (9a) ou (9b) étant placée dans l'axe (xx), une action sur un vérin (V) dont la tige (11) va se rétracter, fait monter l'armature (230) guidée par une colonne (231), solidaire à la fois du bras (23) portant -6- le système de graphitage (77) et du plan d'appui (4). L'ascension du plan d'appui (4) est aidée par le contrepoids (10) placé en bout d'un bras (80) terminé à son autre extrémité par une fourchette de commande (81) de montée du plan d'appui (4). Ce bras (80) oscille autour d'un axe (100) et ceci jusqu'à ce que le sommet du cône (1) vienne en contact avec la ligne de référence de la collerette concernée référencée (LR). L'ascension du plan d'appui (4) est accompagnée par l'ascension du système de graphitage (77) qui se poursuit jusqu'à la butée de montée (44). Ce système de graphitage (77) est constitué d'un pinceau et de son support (21) qui tournent d'une manière excentrée par rapport à l'axe d'un moteur (22). L'ensemble moteur/pinceau (21-22) est fixé à un levier (24), lequel est lui-même articulé sur un bras (23) selon l'axe (240). En position de repos, l'ensemble moteur/pinceau (21- 22) est en position horizontale. Lors du mouvement ascendant de la tige (11) du vérin (V), le bras (23) se soulève et provoque la rotation autour de l'axe (240) du porte- moteur (24) et du pinceau (21) qui lui est solidaire. Selon une caractéristique de l'invention, le bras (24) suit le profil d'une gorge (25) pendant cette remontée, ce qui conduit à obtenir, en fin de course, la position verticale opérationnelle du pinceau (21) qui se place également selon un axe parallèle à l'axe (xx) du col (3) puisque l'axe du pinceau (21) est excentré par rapport à l'axe du moteur. La combinaison' entre le profil et le dimensionnement de la gorge (25) d'une part et la position fixe de la collerette et du bras concerné ainsi que la butée (44) d'autre part, détermine avec précision et de manière répétitive le sommet de la zone de graphitage (Lg). -7- Si l'on met alors en route le moteur (22), il transmet au pinceau (21) un mouvement de rotation qui, du fait de son excentrage, va enduire le col de graphite (3) recueilli dans le bac (33). Pendant l'application de graphite, il est néanmoins nécessaire d'imprimer au pinceau un mouvement de descente pour que la liaison de graphite du bas du col (3) avec le graphite du cône (1) soit assurée (figure 3). Cette descente du pinceau (21) se réalise alors selon le mécanisme décrit ci-dessous. Le bras (23) porte-moteur (24) est muni à sa base d'un galet (26) en contact avec la came (28) solidaire d'un moteur (27). En position de fonctionnement du dispositif, le pinceau (21) étant en position haute, le galet (26) solidaire du bras (23) se trouve en position haute (il est alors représenté en pointillés) et, dans cette situation, la came (28) du moteur (27) est adaptée pour qu'elle se présente dans sa course minimale comme on le voit sur la figure 1. Il en résulte alors que la mise en route du moteur (27) et par conséquent la rotation de la came (28) entraînent vers le bas le bras (23), et donc, par solidarité, la descente du pinceau (21) qui, en continuant à tourner, répend son graphite sur une hauteur correspondant à la course maximale de la came (28). Il est important de noter que, pendant l'opération de descente du pinceau due à l'action de la came (28) sur le galet (26), le contact entre came et galet est obtenu grâce à l'action d'un tirant (29) qui comprime un ressort (30). Durant cette phase de descente du pinceau, le plan d'appui (4) garde sa position. Une des caractéristiques importantes de ce mécanisme est que la combinaison entre le profil de la came (28) - 8 - d'une part, et la vitesse de rotation de cette même came (28) d'autre part, permet un grand nombre de possibiciEés de balayage vertical provoquant des descentes lentes ou rapides agissant entre autres sur l'épaisseur et la répartition des couches de graphite à déposer. Lorsque l'opération de graphitage est terminée, lès opérations inverses à celles qui viennent d'être décrites sont effectuées. Il suffit d'agir sur le vérin (V) pour sortir la tige (11). Le bras (23) et le pinceau (21) s'abaissent entraînant simultanément le levier (80) du contrepoids (10) qui contribue à abaisser le plan d'appui (4) avec son cône (1) au col graphité (3). Les vérins (C1) et (C2) vont alors s'ouvrir et dégager les butées (51, 52, 53, 54, 55, 56). Le vérin (8) va provoquer le dégagement du bras (7) et, par conséquent, de la collerette (9). Le cône (1) traité sera alors retiré soit manuellement, soit mécaniquement et le chargement d'un autre cône pourra être effectué. Comme le montre la figure 3, la combinaison des moyens mis en euvre dans le dispositif conforme à l'invention permet d'obtenir une zone de graphitage de longueur (1) comprise entre le plan de référence (LR) et le plan (Lg) correspondant à la hauteur maximale atteinte par le pinceau (21) de graphitage. De plus, grâce à la configuration de la came (28) coopérant avec le galet (26), cette zone de graphitage peut être prolongée en dessous du plan de référence (LR) de telle sorte qu'il vienne en recouvrement sur le graphite déjà déposé à l'intérieur du cône préalablement à son traitement au moyen du dispositif selon l'invention. Cette zone de recouvrement est référencée (A) et représentée sur la figure 3 en hachures croisées. On a représenté 9 - pour mémoire le bouton anodique (Ba). A ce dispositif peuvent être associés des systèmes de chargement et de déchargement automatiques des cônes. Il peut aussi être alimenté manuellement, l'automatisme n'intervenant qu'au niveau du dispositif lui-même et selon des étapes du procédé décrit précédemment. Il s'agit d'un dispositif présentant de nombreux avantages. Notamment, il s'adapte à deux types de cône (angle de déviation de 90 à 110 ). Il permet d'être sûr de la limioe supérieure (Lg) de graphitage du col (3) grâce à un système de graphitage (77) mettant en ouvre un pinceau (21) venant automatiquement se positionner à la hauteur (Lg) maximale de graphitage. Il permet également de régler la vitesse de rotation du pinceau (21) et sa vitesse de descente durant la phase de graphitage. C'est un dispositif équipé de tous les moyens de centrage et de guidage nécessaires à l'obtention d'une épaisseur constante de graphite, sur une hauteur bien délimitée et ceci de manière automatique et reproductible. L'invention s'applique notamment à la fabrication des tubes cathodiques. - 10 - REVENDICATIONS 1. Dispositif de graphitage du col dans les cônes de tubes cathodiques sur une hauteur déterminée par un plan (Lg); caractérisé en ce qu'il comprend, montés en rotation sur un même châssis (110), deux bras (7a) et (7b) équipés respectivement chacun d'une collerette (9a) et (9b) dont le profil s'adapte en fonction des angles de déviation des tubes cathodiques, ces collerettes (9a) et (9b) coopérant avec une table d'appui (4) capable de se translater dans un plan vertical et munie de moyens de centrage (51) à (56) de la base du cône (1) dans un plan horizontal, pour d'une part centrer le col (3) du cône (1) selon son axe (xx) et pour déterminer une ligne de référence (LR) pour l'opération de graphitage, du col sur une longueur déterminée (1) égale à la distance entre (Lg) et (LR). 2. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le mouvement de translation est assuré au moyen d'un vérin (V) dont la tige (11) est solidaire d'une armature (230) guidée par une colonne (231), armature elle-même solidaire à la fois du bras (23) portant le système de graphitage (77), et du plan d'appui (4). 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'ascension du plan d'appui (4) est aidée par un contrepoids (10) placé à l'extrémité d'un bras (80) oscillant autour d'un axe (100). 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de graphitage (77) est constitué d'un pinceau et de son support (21) tournant de manière excentrée par rapport à l'axe d'un moteur (22), l'ensemble moteur/pinceau (21-22) étant fixé à un levier (24) lui-même articulé sur le bras (23) selon - il - un axe (240) de telle sorte qu'en position de repos, l'ensemble moteur/pinceau (21-22) se trouve en position horizontale. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que le système de graphitage (77) comporte en outre une gorge (25) dont la fonction est de guider le mouvement du levier (24) de telle sorte que, lors du mouvement ascendant de la tige (11) du vérin (V), le bras (23) se soulève, provoquant ainsi la rotation autour de l'axe (240) du levier (24), et le pinceau (21) vienne se placer dans une position verticale parallèle à l'axe (xx) du col (3) du cône (1). 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que, en position haute, le pinceau (21) se trouve au niveau du plan (Lg). 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que, lorsque le pinceau (21) est en position haute et maximale, le moteur (22) transmet au pinceau (21) un mouvement de rotation qui, du fait de son excentrage, enduit le col (3) de graphite recueilli dans un bac (33). 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre une came (28), solidaire d'un moteur (27), coopérant avec un galet (26) solidaire du bras (23), le profil de la came (28) étant tel que sa rotation entraîne vers le bas le bras (23), donc le pinceau (21) jusqu'a une limite inférieure à la ligne de référence (LR), l'action d'un tirant (29) associé à un ressort (30) empêchant durant cette phase de descente, la descente simultanée du plan d'appui (4). 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la combinaison du profil de la came (21) durant la phase de graphitage.