Brevet FR2790140A1 — publié le 20000825

L'invention est relative à un cadre support de masque d'ombre pour tube cathodique de visualisation en couleur qui est à la fois léger, rigide et facile à fabriquer. Les tubes cathodiques de visualisation en couleur comportent une feuille métallique percée d'une multitude de trous, appelée " masque d'ombre ", disposée entre le canon à électrons et l'écran de visualisation. Ce masque d'ombre est destiné à assurer que les impacts du faisceau d'électrons sont, avec précision, là o ils doivent être pour que l'image obtenue soit bien nette. Les masques d'ombre sont portés par des cadres de forme généralement 0o rectangulaires qui les maintiennent en position au voisinage de l'écran de visualisation et, éventuellement, assurent qu'ils sont tendus afin de limiter les déformations résultant des échauffements locaux engendrés par le faisceau d'électrons. Les cadres support de masque d'ombre sont souvent constitués de cornières i ou de tubes métalliques assez épais, assemblés par soudage. Ces cadres sont lourds, ce qui présente plusieurs inconvénients. En particulier, cela rend les tubes de visualisation peu résistants aux chocs engendrés par des chutes sur le sol, en effet, ces chocs provoquent un déplacement du cadre. Aussi, pour remédier à cet inconvénient, on réalise des cadres à partir de bandes minces conformées de façon à former des cornières qui sont, en suite, assemblées. Mais, les cadres ainsi réalisés sont peu rigides et, de ce fait, mal adaptés au support de masques d'ombre tendus. Afin d'améliorer la rigidité des cadres légers, il a été proposé, notamment dans la demande de brevet FR 2 749 104, de fabriquer de tels cadres à partir de deux bandes métalliques minces accolées l'une contre l'autre, et comportant des nervures de rigidification verticales et horizontales. Ces cadres sont à la fois légers et rigides, ce qui permet de les utiliser pour des masques d'ombre tendus, mais ils présentent l'inconvénient d'être parfois difficiles à fabriquer. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients en proposant un cadre support de masque d'ombre à la fois léger, rigide et facile à fabriquer. A cet effet, I'invention a pour objet un cadre support de masque d'ombre pour tube cathodique de visualisation en couleur de forme généralement rectangulaire 2 2790140 comportant des montants latéraux creux et des montants d'extrémité creux, disposés dans un même plan. Le cadre est réalisé à partir d'au moins une membrane métallique mince, de façon à constituer un corps creux pratiquement continu. Le cadre est constitué, par exemple, de deux membranes métalliques minces formant une coquille externe et une coquille interne emboîtées l'une dans l'autre de façon à former le corps creux continu. Les coquilles peuvent comporter des rebords et être solidarisées le long de leurs rebords. Les coquilles peuvent être obtenues par emboutissage de flancs métalliques minces de forme généralement rectangulaire et être constituées toutes les deux du même matériau métallique ou, au contraire, de deux matériaux métalliques différents. Une coquille au moins peut, également, être constituée de deux matériaux métalliques différents, de telle sorte que le coefficient de dilatation thermique des montants latéraux soit différent du coefficient de dilatation des montants d'extrémité. Le cadre peut, aussi, être constitué d'une seule membrane métallique pliée de façon à former le corps creux pratiquement continu. Les montants peuvent avoir, par exemple, une section généralement triangulaire ou une section généralement rectangulaire. La membrane peut être constituée de deux matériaux métalliques différents choisis et disposés de telle sorte que le coefficient de dilatation thermique des montants latéraux soit différent du coefficient de dilatation thermique des montants d'extrémité. Un tel cadre constitué d'une membrane métallique mince pliée peut être fabriqué à partir d'une bande métallique mince ayant la forme développée du cadre. Pour cela, on plie la bande selon une pluralité de lignes de façon à former le cadre et en solidarisant par soudage, brasage ou clinchage les bords de la bande qui se superposent l'un à l'autre. Dans tous les cas, les matériaux métalliques sont pris, de préférence, parmi les matériaux suivants: acier à bas carbone, alliage à base de fer, alliage fer-nickel, alliage fer-chrome, alliage à base de nickel, alliage à durcissement structural, alliage à durcissement de type martensitique, alliage magnétique, alliage amagnétique, alliage amortissant les vibrations. 3 2790140 L'invention va maintenant être décrite plus en détail en regard des figures annexées dans les quelles: - la figure 1 représente de façon schématique un cadre de masque d'ombre sur lequel est disposé un masque d'ombre partiellement représenté; s - la figure 2 représente deux coquilles destinées à être emboîtées pour constituer un cadre support de masque d'ombre; - la figure 3 représente un cadre support de masque d'ombre constitué d'une seule bande métallique pliée; - les figures 4 un quart de cadre support de masque d'ombre constitué d'une seule io bande métallique pliée; - la figure 5 représente une bande métallique comportant quatre panneaux séparés par des découpes et destinée à fabriquer un cadre support de masque d'ombre constitué d'une seule bande métallique pliée; la figure 6 est une vue agrandie de la découpe séparant deux panneaux d'une bande destinée à fabriquer un cadre support de masque d'ombre constitué d'une seule bande métallique pliée; A la figure 1, on a représenté de façon schématique un masque d'ombre 1 monté sur un cadre 2 support de masque d'ombre. Le cadre 2 a une forme généralement rectangulaire et comporte deux montants latéraux 3, 3' et deux montants d'extrémité 4, 4'. Le masque d'ombre 1 est constitué d'une feuille métallique mince, par exemple en alliage fer-nickel à faible coefficient de dilatation, percée d'une pluralité de trous 5 et fixé par soudage sur les rebords 6, 6' des montants d'extrémité 4, 4'. Différentes formes de masque d'ombre sont possibles, et ces formes sont bien connues de l'homme du métier. Dans le cas particulier de la figure 1, le masque a une forme en portion de cylindre, mais, le masque d'ombre peut également être plan. Le masque d'ombre 1 peut être tendu, c'est à dire soumis a une tension parallèlement aux montants latéraux 3, 3' du cadre 2. Pour tendre le masque d'ombre, on applique deux forces opposées sur les montants d'extrémité 4, 4', de façon à rapprocher légèrement ces montants, par déformation élastique, on soude le masque d'ombre sur les rebords 6, 6', et on relâche les forces exercées sur les montants. 4 2790140 Le cadre support de masque d'ombre tendu selon l'invention comporte des montants latéraux et longitudinaux qui constituent un corps creux pratiquement continu, dont les montants latéraux et d'extrémité sont dans un même plan. C'est cette structure qui lui donne sa rigidité. Plusieurs modes de réalisation sont possibles. On va en décrire deux, à titre d'exemple. Dans un premier mode de réalisation, le cadre 8 est constitué d'une coquille externe 10 et d'une coquille interne 30, emboîtées l'une dans l'autre de façon à former un corps creux continu. Les deux coquilles sont obtenues par emboutissage de flans métalliques de forme généralement rectangulaire, comportant une découpe io rectangulaire centrale. Chacune des coquilles constitue une membrane métallique. La coquille externe 10 a la forme d'une boîte rectangulaire comportant des parois d'extrémité 14, 14', des parois latérales 16, 16' et un fond ouvert par une large découpe rectangulaire 11 ne laissant subsister qu'une bande 12 s'étendant sur toute la périphérie intérieure de la coquille externe. Le bord de la bande 12 délimitant la découpe rectangulaire 11 est rabattu vers le haut, de façon à former une bordure. Chaque paroi d'extrémité 14, 14' a un bord supérieur 15, 15' en arc de cercle. Chaque paroi latérale 16, 16' comporte une échancrure 19 de telle sorte que la hauteur de sa partie centrale 17 soit plus faible que la hauteur de ses extrémités 18a, 18b. Les bords supérieurs des parois d'extrémité 14, 14' et latérales 16, 16' constituent une arête 20 continue comportant un rabat 21 orienté vers l'extérieur de la coquille externe. Les coins 22 sont coupés de façon à présenter une surface inclinée triangulaire pouvant servir à fixer des moyens de suspension du cadre à l'intérieur d'un tube cathodique. La coquille interne 30, de forme complémentaire de la forme de la coquille externe 10, est une surface complexe comportant deux faces d'extrémité 31, 31' a peu près planes et inclinées l'une vers l'autre, et deux faces latérales 32, 32', cylindriques. Cette surface est délimitée d'une part, par une arête extérieure 33, comportant un rebord 34 orienté vers l'extérieur, dont la forme et les dimensions sont identiques à celles de l'arête supérieure 20 de la coquille externe 10, et d'autre part, par une arête intérieure 35, comportant un rebord 36 orienté vers l'intérieur, de forme et de dimension identique à celles de la découpe rectangulaire 14 du fond de la coquille externe 10. 2790140 Le cadre support de masque d'ombre est obtenu en emboîtant la coquille interne 30 dans la coquille externe 10, de telle sorte que: - la bordure extérieure 33 de la coquille interne 30 coopère avec la bordure supérieure 20 de la coquille externe 10. - la bordure intérieure 36 de la coquille interne 30 coopère avec la bande 12 de la coquille externe 10, la bordure 13 de la bande 15 étant encastrée dans l'ouverture délimitée par la bordure intérieure 36 de la coquille interne 30. Les deux coquilles sont solidarisées le long de leurs rebords par soudage, par brasage ou par clinchage. Les deux coquilles ainsi emboîtées constituent un corps creux continu ayant une forme généralement rectangulaire et un fond plat, si bien que les montants latéraux et d'extrémité sont situés dans un même plan. Cette structure a l'avantage d'être à la fois très rigide et très légère, et d'avoir une très bonne précision géométrique. La rigidité est suffisante pour que le cadre support de masque d'ombre puisse être constitué de deux coquilles dont l'épaisseur est d'environ de 800 pm et pour qu'il puisse servir de cadre support d'un masque d'ombre tendu. D'autres formes peuvent être réalisées, en particulier, les bords peuvent tous être rectilignes, les parois latérales de la coquille inférieure peuvent comporter des nervures de rigidification, les surfaces de la coquille supérieure peuvent être plus ou moins planes ou plus ou moins bombées. L'essentiel est que le cadre support de masque d'ombre obtenu soit un corps creux pratiquement continu, et que les montants d'extrémité et latéraux soient dans un même plan, ce qui lui donne les caractéristiques de rigidité recherchées. Par corps creux pratiquement continu, on entend un corps creux dont la partie creuse peut être obstruée localement. Les deux coquilles sont constituées d'un matériau métallique tel qu'un acier à bas carbone, un alliage à base de fer, un alliage fer-nickel, un alliage fer-chrome, un alliage à base de nickel, un alliage à durcissement structural, un alliage à durcissement de type martensitique, un alliage magnétique, un alliage amagnétique, ou un alliage amortissant les vibrations. Les deux coquilles peuvent être constituées du même matériau ou de deux matériaux différents, ayant, par exemple, des coefficients de dilatation différents. 6 2790140 Chaque coquille peut être constituée de deux matériaux différents, l'un constituant les montants latéraux et l'autre les montants d'extrémité du cadre support de masque d'ombre. Pour cela, chaque coquille est réalisée à partir d'un flan composite obtenu en raboutant par soudage des bandes en alliage de nature différente. Lorsque le cadre est destiné à supporter un masque d'ombre tendu, les matériaux peuvent être choisis pour que le coefficient de dilatation thermique des montants latéraux soit différent du coefficient de dilatation thermique des montants d'extrémité, ce qui permet de faire en sorte que la tension du masque d'ombre soit peu sensible aux variations de température lors de la fabrication du tube cathodique. Dans un deuxième mode de réalisation, le cadre support de masque d'ombre est constitué d'un corps creux rectangulaire obtenu par pliage d'une bande métallique convenablement découpée. Le cadre support de masque d'ombre est alors constitué d'une seule membrane métallique. Le cadre support de masque d'ombre 39 (fig 3) comporte deux montants latéraux 40, 40', de section rectangulaire, et deux montants d'extrémité 41, 41', de section triangulaire. Les montants les montants latéraux 40, 40' sont moins hauts que les montants d'extrémité 41, 41', de telle sorte que les arêtes 43, 43', des montants d'extrémité 41, 41', destinées à recevoir le masque d'ombre (non représenté), soient en saillie. Les coins inférieurs 42, à la jonction entre un montant latéral et un montant d'extrémité, sont coupés de façon à présenter des surfaces planes inclinées pouvant recevoir des moyens de fixation du cadre support de masque d'ombre dans le tube cathodique. Comme on peut le voir sur la figure 4, chaque montant latéral 40 est obtenu par pliage d'une bande de telle sorte que deux parois 44 et 45 soient en simple épaisseur et deux parois 46 et 47 en double épaisseur, de façon à augmenter la rigidité de l'ensemble. La paroi 44, en simple épaisseur, peut comporter des ouvertures 48 permettant d'introduire des moyens de soudage pour solidariser par soudage les deux épaisseurs de la paroi 47. Il est à noter que les ouvertures 48 ne sont pas indispensables, et qu'il est possible de réaliser un soudage le long de l'arête 51, à la jonction des faces 45 et 47 du montant latéral 40. 7 2790140 Comme on peut le voir également sur la figure 4, le montant d'extrémité 41 est obtenu par pliage d'une bande, dont les bords sont rabattus de façon à former des rabats 49 et 50 qui s'encastrent l'un dans l'autre de façon à former l'arête supérieure 43 destinée à recevoir le masque d'ombre. L'ensemble est solidarisé par une soudure le long du rabat 50. Le cadre ainsi constitué forme un corps creux pratiquement continu, comportant des montants d'extrémité et latéraux situés dans un même plan. Le cadre 39, qui vient d'être décrit, peut être réalisé à partir d'une seule bande ayant la forme développée du cadre, représentée à la figure 5. Cette forme est io obtenue en ouvrant le cadre en un de ses angles, puis en le dépliant de façon à aligner tous ses montants, puis en dépliant les parois des montants. La bande ainsi obtenue permet de reconstituer le cadre par pliage. La bande 60 comporte deux panneaux 61, 61' correspondant aux montants d'extrémité 41, 41' et deux panneaux 62, 62' correspondant aux montants latéraux 40, 40', disposés de façon alternée. Deux panneaux successifs 61 et 62 sont séparés par une découpe 63 dont la forme est telle qu'après pliage, les extrémités des montants latéraux et d'extrémité s'encastrent l'un dans l'autre, et que le coin soit cassé. Les pliages se font le long des lignes en pointillés. Comme on le voit à la figure 6, le pliage du panneau 61 correspondant au montant d'extrémité 41 se fait selon deux lignes principales aa et bb de façon à former les faces 54, 55 et 56 du montant d'extrémité de section triangulaire, et selon deux lignes complémentaires cc et dd, pour former les rabats 49 et 50. Le pliage du panneau 62 correspondant au montant latéral 40 se fait selon cinq lignes ee, if, gg, hh et ii, de façon à former un montant de section rectangulaire. La découpe 63 laisse subsister une petite bande 64 en forme de losange, portant sur un de ses côtés un triangle 65 correspondant au coin coupé 42 du cadre, et sur l'autre un rabat 66. Le triangle 65 comporte également deux rabats 67. Sur le côté du panneau 61, la découpe comporte un bord droit 68 et une échancrure triangulaire 69 permettant de former le coin coupé 42. Sur le côté du panneau 62, la découpe forme une ligne brisée 70 délimitant des parties saillantes et rentrantes qui, après pliage, assureront le bon raccordement entre les montants latéraux et d'extrémité. 8 2790140 Après pliage les différentes parties qui coopèrent entre elles sont solidarisées par soudage, notamment le long de toutes les arêtes visibles depuis l'extérieur et qui ne correspondent pas à des plis. C'est le cas, en particulier, des arêtes 52 et 53 correspondant à la jonction entre un montant latéral 40 et un montant d'extrémité 41. Le cadre support de masque d'ombre ainsi réalisé constitue un corps creux continu très rigide, léger et ayant une bonne précision géométrique. Comme dans le mode de réalisation précédent, le masque d'ombre peut être constitué d'un matériau métallique tel qu'un acier à bas carbone, un alliage à base de fer, un alliage fer-nickel, un alliage fer-chrome, un alliage à base de nickel, un io alliage à durcissement structural, un alliage à durcissement de type martensitique, un alliage magnétique, un alliage amagnétique, ou un alliage amortissant les vibrations. La bande peut également être composite, les panneaux 61 et 61' étant constitués d'un premier alliage, et les panneaux 62 et 62' étant constitués d'un deuxième alliage. Les modes de réalisation décrits ci-dessus ne sont pas limitatifs. D'autres formes équivalentes sont possibles. De même, la fabrication d'un cadre obtenu par pliage peut être réalisée par d'autres modes de pliage. En particulier, il est possible d'effectuer le pliage à partir d'un flan découpé correspondant à un développement du cadre effectué de façon différente de celle qui a été décrite. 9 2790140 REVENDICATIONS 1 - Cadre support de masque d'ombre pour tube cathodique de visualisation en couleur de forme généralement rectangulaire comportant deux montants latéraux (4, 4', 41, 41') et deux montants d'extrémité (3, 3', 40, 40'), caractérisé en ce que c'est un corps creux pratiquement continu constitué d'au moins une membrane métallique mince et en ce que les montants latéraux (4, 4', 41, 41') et les montants d'extrémité (3, 3', 40, 40') sont situés dans un même plan. 2 - Cadre selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte des coins lo coupés (22, 42) de façon à constituer des surfaces inclinées pouvant recevoir des moyens de fixation du cadre. 3 - Cadre selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce qu'il est constitué de deux membranes métalliques minces, la première membrane métallique mince formant une coquille externe 10 et la deuxième membrane métallique mince formant une coquille interne 30, les deux coquilles étant emboîtées l'une dans l'autre de façon à un corps creux. 4 - Cadre selon la revendication 3 caractérisé en ce que au moins une coquille (10, 30) est obtenue par emboutissage d'un flanc métallique mince de forme généralement rectangulaire, comportant en son centre une découpe rectangulaire. 5 - Cadre selon la revendication 3 ou la revendication 4 caractérisé en ce que chaque coquille (10, 30) est constituée d'au moins un matériau métallique pris parmi les matériaux suivants: acier à bas carbone, alliage à base de fer, alliage fer-nickel, alliage fer-chrome, alliage à base de nickel, alliage à durcissement structural, alliage à durcissement de type martensitique, alliage magnétique, alliage amagnétique, alliage amortissant les vibrations; les deux coquilles peuvent être constituées soit du même matériau, soit de deux matériaux différents. 6 - Cadre selon la revendication 5 caractérisé en ce que au moins une coquille est constituée de deux matériaux différents. 7 - Cadre selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce qu'il est constitué d'une seule membrane métallique pliée de façon à former un corps creux continu. 1o 2790140 8 - Cadre selon la revendication 7 caractérisé en ce que au moins un montant d'extrémité (41, 41') a une section généralement triangulaire. 9 - Cadre selon la revendication 7 caractérisé en ce que au moins un montant latéral (40, 40') a une section généralement rectangulaire. 10 - Cadre selon l'une quelconque des revendications 7 à 9 caractérisé en ce que la membrane métallique est constituée d'un matériau métallique pris parmi les matériaux suivants: acier à bas carbone, alliage à base de fer, alliage fer-nickel, alliage fer-chrome, alliage à base de nickel, alliage à durcissement structural, alliage à durcissement de type martensitique, alliage magnétique, alliage amagnétique, o alliage amortissant les vibrations. 11 - Cadre selon l'une quelconque des revendications 7 à 9 caractérisé en ce que la membrane métallique est constituée de deux matériaux métalliques pris parmi les matériaux suivants: acier à bas carbone, alliage à base de fer, alliage fer-nickel, alliage fer-chrome, alliage à base de nickel, alliage à durcissement structural, alliage à durcissement de type martensitique, alliage magnétique, alliage amagnétique, alliage amortissant les vibrations. 12 - Cadre selon la revendication 11 caractérisé en ce que les deux matériaux sont choisis et disposés de telle sorte que le coefficient de dilatation thermique des montants latéraux (40, 40') soit différent du coefficient de dilatation thermique des montants d'extrémité (41, 41'). 13 - Procédé de fabrication d'un cadre selon l'une quelconque des revendications 7 à 12 caractérisé en ce que on découpe dans une feuille en matériau métallique une bande ayant la forme développée du cadre, on plie la bande selon une pluralité de lignes de façon à former le cadre et on solidarise par soudage, brasage ou clinchage les bords de la bande qui se superposent l'un à l'autre.