Brevet FR2710189A1 — publié le 19950324

PROCEDE DE DECOUPE D'ELECTRODE DE CANON A ELECTRONS POUR TUBES A RAYONS CATHODIQUES La présente invention se rapporte au façonnage d'une bande de métal permettant d'obtenir par plusieurs opérations de découpe des électrodes pour canon électronique de tube à rayons cathodiques. Un canon électronique de tube à rayons cathodiques est constitué dune part dune cathode dont la surface émet des électrons et, d'autre part, d'une succession d'électrodes ayant pour principales fonctions de former le faisceau d'électrons, de le moduler et de le focaliser sur l'écran du tube. L'impact du faisceau d'électrons forme sur l'écran une tache lumineuse, encore appelée spot, due à l'excitation des matières cathodoluminescentes appelées luminophores. Les électrodes sont percées de trous pour laisser passer les faisceaux d'électrons et forment des lentilles électrostatiques; certaines sont portées à des potentiels électriques élevés de l'ordre de plusieurs dizaines de kilovolts. Dans un usage pour produits "grand public" comme les tubes de télévision, ces hautes tensions doivent se situer dans une plage de réglage peu étendue, ceci pour des raisons de simplification du châssis électronique de commande; la valeur de la tension de focalisation doit, par exemple, se trouver comprise dans une fourchette de l'ordre de 2% de sa valeur nominale. On a constaté que les canons électroniques d'une même série présentaient des dispersions de caractéristiques d'un canon à l'autre, imposant des ajustements importants au niveau du châssis, ajustements incompatibles avec le soucis de simplification demandé par les constructeurs de récepteurs. L'examen des pièces façonnées des canons a montré en particulier que le profil des trous des pièces présentaient des défauts de géométrie dûs au procédé de découpe utilisé. I1 est connu, pour fabriquer les électrodes d'un canon électronique, d'utiliser une presse à découper et emboutir fonctionnant selon la technique de l'outil progressif, chaque trou étant réalisé d'un seul coup, avec une seule dimension de poinçon, à la suite de quoi un autre outil opère la découpe des bords extérieurs de l'électrode. Cette technique ne permet pas le contrôle suffisant de la forme du profil; en effet, lors du montage du canon les pièces sont alignées à l'aide de cales et de tiges de centrage : si les trous des pièces présentent des défauts, les électrodes peuvent se trouver désalignées les une par rapport aux autres et les performances optiques du canon s'en trouvent alors perturbées. De plus, un profil de trou présentant des défauts dûs à l'écrouissage du métal de l'électrode lors de la découpe engendre une modification aléatoire des équipotentielles au niveau des ouvertures de l'électrode et des modifications de comportement concomitantes du système d'optique électronique. Enfin, ce type de découpe engendre des arêtes pointues qui peuvent être responsables d'arcs entre pièces portées à des potentiels très différents. Les pièces ainsi découpées doivent subir une opération d'ébavurage afin den arrondir au mieux les bords de découpe afin d'éliminer les arêtes laissées par l'outil de découpe. Cette opération ne permet pas cependant de contrôler les profils des bords de découpe. Le but de la présente invention est de décrire un procédé de découpe d'électrode de canon à électrons pour tube à rayon cathodique permettant d'obtenir une découpe sans bavure avec profil de découpe dont l'arrondi peut être contrôlé grâce au dispositif mettant en oeuvre le procédé. L'invention a pour objet un procédé de découpe d'électrodes de canon à électrons pour tubes à rayons cathodiques, caractérisé en ce qu'au moins une partie de l'électrode est découpée en deux passages d'outils à découper, le premier passage s'effectue dans un premier sens et consiste en une prédécoupe réalisée sur une partie de l'épaisseur de la matière constituant l'électrode et le second passage s'effectue en sens inverse au précédent pour opérer la découpe finale. L'invention sera mieux comprise au moyen de la description ci-après et des figures annexées parmi lesquelles - la figure 1 est un schéma en coupe d'un exemple de canon électronique pour tube de télévision en couleurs à trois faisceaux en ligne. - la figure 2 représente une vue de face d'un exemple de pièce de canon électronique utilisé dans un tube de télévision en couleurs. - la figure 3A illustre l'état de la technique et montre une coupe transversale d'électrode de canon électronique suivant un plan perpendiculaire à la pièce et passant par le diamètre d'un trou; la figure 3B est une photo des bords du trou de cette même électrode prise au microscope électronique. - la figure 4A montre un profil de trou de pièce découpée suivant le procédé conforme à la présente invention; la figure 4B est une photo de cette même méthode prise au microscope électronique. - les figures SA et 5B représentent le dispositif opérant la phase de prédécoupe métallique suivant le procédé de l'invention. - les figures 6A et 6B représentent le dispositif opérant la phase de découpe finale suivant le procédé de l'invention. L'exemple qui va être décrit en relation avec les figures se rapporte à une électrode pour canon électronique de tube à rayons cathodiques en couleurs de type à masque; ces électrodes comportent trois trous en lignes laissant le passage aux trois faisceaux d'électrons destinés à créer sur l'écran les trois couleurs fondamentales rouge, verte et bleue; cet exemple n'est pas limitatif, le procédé de l'invention s'appliquant de la même façon à la découpe de pièces pour tout type de canon comme les canons monochromes ou les canons de tubes 'delta". Un canon à électrons tel que représenté à la figure 1 comporte d'une part trois cathodes (1) représentant chacune une surface émissive (9) perpendiculaire à l'axe longitudinal (Z) du tube et autre part, un ensemble d'électrodes (2,3,4,5,6,7,) dont les deux premières (2,3) servent à former les faisceaux d'électrons et les suivantes constituent des lentilles électrostatiques de focalisation et de convergence des faisceaux d'électrons. La figure 1 est une coupe selon le plan passant par les axes Y et Z du tube sur laquelle seule la cathode centrale et les ouvertures des électrodes correspondantes au faisceau central sont visibles. La figure 2 montre de face l'électrode (5) comportant les ouvertures (10,11,12) les griffes (13) dont le but est de permettre la fixation des électrodes les unes par rapport aux autres et deux épaulements (14) effectués par emboutissage et destinés à assurer la rigidité de la pièce selon l'axe longitudinal. L'électrode (5) fabriquée suivant l'art antérieur présentait un profil de trou tel qu'il est indiqué sur la figure 3; les bords des trous se décomposent en plusieurs zones successives de géométrie différentes; dans le sens (20) de découpe du poinçon (33) on trouve d'abord, à l'orifice d'entrée du trou, une zone (15) en dépression suivie dune zone cylindrique lisse de diamètre (19) égal à celui du poinçon, ensuite une zone évasée où le métal a été arraché (17) et dont le diamètre augmente jusqu'à l'orifice du trou, enfin une zone (18) où le métal dépasse de la face inférieure de l'électrode (5) et forme une bavure pointue. Ce sont ces différentes zones qui sont responsables des modifications de comportement de l'optique électronique, ces modifications sont changeantes et dépendent entre autres du degré d'usure du poinçon, de la façon dont le métal s'est arraché en zone (17), de la hauteur de la bavure (18). Comme l'indique le procédé de l'invention, une prédécoupe réalisée dans un premier sens suivi d'une découpe finale réalisée en sens inverse au précédent permet de s'affranchir de ces problèmes en obtenant des trous de profil régulier et à bords arrondis; la figure 4A montre un profil de trou obtenu par le procédé de l'invention dont la surface interne 21 est lisse, dont le diamètre 22 est constant et dont les bords de découpe 23 et 24 sont parfaitement arrondis. La figure 4B est une photo prise au microscope électronique de la surface interne 21 du trou réalisé grâce au procédé de l'invention; la comparaison des figures 3B et 4B permet de caractériser visuellement l'invention : la surface 21 présente une zone frontière de part et d'autre de laquelle le métal a été découpé dans des sens opposés. Les figures 5A, 5B, 6A et 6B illustrent un mode de réalisation mettant en oeuvre le procédé de l'invention : les figures 5A et 5B représentent le poste de prédécoupe des trous d'électrodes et les figures 6A et 6B représentent le poste suivant de découpe finale de ces trous. L'électrode est fabriqué à partir d'une bande métallique circulant dans une presse à découper équipée de plusieurs postes destinés à donner à l'électrode la forme désirée. Les figures 5A et 5B représentent par exemple la phase en prédécoupe des trous des électrodes de grille au travers desquels circulent les faisceaux électroniques issus des cathodes. Ce poste de prédécoupe comprend deux parties situées de part et d'autre de la bande métallique à découper (57) d'épaisseur (59); la première partie est constituée d'un serre flanc (58) solidaire du banc de découpe par une liaison élastique, réalisée par exemple à l'aide de ressort (52,53), et d'un poinçon fixe (55) par rapport au banc de découpe et coulissant dans l'orifice (61) situé dans le serre flanc; la deuxième partie est constituée d'une matrice mobile (56) par rapport au plan de défilement de la bande à découper (57) et d'un contre poinçon (54) coulissant dans l'orifice (62) situé dans la matrice et lié mécaniquement à celle-ci par une liaison élastique, réalisée par exemple à l'aide de ressort (51). La phase en prédécoupe consiste à venir pincer la bande 57 en abaissant l'ensemble matrice (56), contre poinçon (54) dans la direction (63) conformément à la figure 5A. Le ressort (51) se comprime quand la matrice vient au contact de la bande (57); la matrice continue de descendre dans la direction (63) provoquant le déplacement dans la même direction du serre flanc (58) par compression des éléments de liaison élastiques (52,53) et la prédécoupe de la bande repoussée dans la direction (64) dans l'orifice de la matrice, grâce au poinçon fixe (61), conformément à la figure 5B. Lorsque la matrice a atteint son déplacement complet, elle remonte et la décompression du ressort (51) décolle la bande (57) de l'orifice (62). La bande de métal se déplace alors sur le poste suivant de l'outil à découper. Ce poste de découpe finale est constituée dune matrice fixe (75), d'un serre flanc (74) et d'un poinçon (72) situé face à l'orifice (76) de la matrice (75). La partie prédécoupée dans la phase précédente vient se placer face au poinçon (72), le serre flanc (74) s'abaisse dans la direction (78) et vient comprimer la bande (57) grâce à des éléments de compression élastique (70,71), par exemple des ressorts; le poinçon (72) se déplace alors dans la direction (78) pour repousser la matière à découper (77) en sens inverse du sens (64) conformément à la figure (6A). Le poinçon poursuit sa descente jusqu'à sa course maximum de façon à évacuer le déchet de matière (77) au travers de l'orifice (76) de la matrice. Ce procédé peut être utilisé avec les mêmes avantages pour opérer des découpes d'orifices dans l'électrode comme pour des découpes des bords extérieurs de l'électrode. Afin d'obtenir des surfaces de découpe les plus lisses possibles, l'expérience a montré que la hauteur de prédécoupe (60) doit être supérieure ou au moins égale à la moitié de l'épaisseur de la bande métallique et peut être choisie entre 50% et 75% de l'épaisseur de cette bande. Un autre avantage du procédé de l'invention est l'obtention de bords de découpe (23,24) parfaitement arrondis. Les rayons de ces arrondis peuvent être choisis pour des raisons de conception de l'optique électronique soit à des valeurs égales soit à des valeurs différentes par le réglage des jeux mécaniques poinçon/matrice sur le poste de prédécoupe et sur le poste de découpe finale. REVENDICATIONS 1. Procédé de découpe d'électrodes de canons à électrons pour tubes à rayons cathodiques, caractérisé en ce qu'au moins une partie de l'électrode est découpée en deux passage d'outil à découper, le premier passage s'effectue dans un premier sens et consiste en une prédécoupe réalisée sur une partie de l'épaisseur de la matière et le second passage s'effectue en sens inverse au précédent pour opérer la découpe finale. 2. Procédé de découpe selon la revendication 1 caractérisé en ce que les parties découpées sont les bords extérieurs de l'électrode. 3.Procédé de découpe selon la revendication 1 caractérisé en ce que les parties découpées sont les trous de l'électrode formant lentilles électrostatiques. 4.Procédé de découpe selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la hauteur de prédécoupe est comprise entre 50% et 75% de l'épaisseur de la matière constituant l'électrode. 5. Procédé de découpe selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les bords de découpe ont des profils arrondis. 6. Dispositif de découpe de pièce à partir d'une bande métallique comprennant un poste de prédécoupe et un poste de découpe finale caractérisé en ce que le poste de prédécoupe comprend deux parties situées de part et d'autre de la bande métallique à découper (57), la première partie étant constituée d'un serreflanc (58) solidaire du banc de découpe par une liaison élastique (52,53) et d'un poinçon fixe (55) par rapport au banc de découpe et coulissant dans le serreflanc, la deuxième partie étant constituée d'une matrice mobile (56) par rapport au plan de défilement de la bande à découper (57) et d'un contrepoinçon (54) coulissant dans la matrice et lié de façon élastique (51) à celleci. 7. Dispositif de découpe suivant la revendication 6 caractérisé en ce que les liaisons élastiques (51,52,53) sont réalisées à l'aide de ressorts. 8. Dispositif de découpe suivant les revendications 6 ou 7 caractérisé en ce que le poste de découpe finale comprend deux parties situées de part et d'autre de la bande métallique à découper, la première partie étant constituée d'une matrice fixe (75) par rapport au banc de découpe, la deuxième partie étant constituée d'un serreflanc mobile (74) par rapport au plan de défilement de la bande à découper (57) et d'un poinçon (72) pouvant coulisser dans le serreflanc et la matrice.