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Beschreibung zu der Patentanmeldung betreffend Verfahren und Vorrichtung
zum Polieren des Halses von Fernsehröhren-Kolben Die Kolben für Fernsehröhren werden
im allgemeinen dadurch hergestellt, daß die gewölbte Frontplatte und der Konus mit
Hals getrennt erzeugt werden, woraufhin diese beiden Teile zum Kolben verschmolzen
werden. Diese beiden Teile können durch Blasen der Glasmasse oder durch Pressen
in einer Form erhalten werden. Aus wirtschaftlichen Gründen wird die Preßtechnik
bevorzugt.
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Beim Pressen des Kcnus wird zunächst der Hals massiv ausgeführt und
dann durchgebohrt. Die hierbei entstehende Oberflächenrauhigkeit kann Anlaß zu Spannungen
im Glaskörper geben, weshalb die Bohrung durch mehrere Schleifvorgänge bis zum Feinstschleifen
geglättet werden muß. Abgesehen davon, daß ein solcher mehrstufiger Innenschleifvorgang
sehr lohnintensiv und daher aufwendig ist, erreicht man doch manchmal nicht die
von der Elektronikindustrie letztlich angestrebte Oberflächengüte im Wandbereich
des Halses des Fernsehröhren-Kolbens.
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Man hat auch bereits den Hals von Fernsehröhren-Kolben auf chemischem
Wege poliert. Dabei wurde der ganze Kolbenkonus in die hierfür erforderlichen--Bäder,
d.h. Poliersäurebad und Waschbäder, eingetaucht. Durch diese Maßnahme erfolgt jedoch
ein Abtrag durch das Polierbad auch an solchen Stellen, an denen ein Abtrag nicht
erforderlich oder erwünscht ist. Darüberhinaus benötigt man für diese Tauchmethode
ein beträchtliches Säurevolumen, verbunden mit allen damit zusammenhängenden Kosten,
Sicherheits-und Umweltproblemen0 Ein Eintauchen des Halses allein in die Poliersäure
führt nicht zu einem schnellen und wir~rungsvollen Glätten der inneren Bohrfläche.
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Zur Verbesserung, Vereinfachung und Verbilligung dieses Poliervorgangs
im Hals des Fernsehröhren-Kolbens wird nun erfindungsgemäß die Poliersäure und die
Waschsäure und gegebenenfalls auch das Waschwasser im wesentlichen nur auf die zu
glättende innere Oberfläche der Bohrung im Hals aufgebracht, indem man diese Flüssigkeiten
mit Hilfe eines Spritzrohres zeitlich nacheinander von innen so gegen den oberen
Bereich der zu polierenden Bohrung spritzt, daß sie dann entlang der Oberfläche
der Bohrung herunterfließen. Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich durch eine
einfache Spritzvorrichtung durchführen, die in die Bohrung eingeführt wird und aus
der die Flüssigkeiten an die zu glättenden Oberflächen gespritzt werden, wodurch
ein einwandfreies chemisches Polieren des Halses von Fernsehröhren-Kolben ermöglicht
wird. Gleichzeitig zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, daß
nur sehr geringe Säurevolumina benötigt werden. Die Oberflächengüte der mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Kolbenhälse ist hervorragend und übertrifft
bei weitem die bisher auf mechanische oder chemische Weise polierten Innenflächen
der Kolbenhälse, weil die Poliersäure gezielt angewendet wird.
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Eine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung
besteht in ihrer einfachsten Ausführungsform aus einem Spritzrohr, dem von unten
durch zwei Kanäle wahlweise Poliersäure oder Waschsäure zugeführt wird. Am Kopf
dieses Spritzrohres befinden sich Austrittsöffnungen, die die Polier- bzw. Waschmittel
schräg nach unten und gleichmäßig mantelförmig gegen die zu behandelnde Fläche zu
verspritzen vermögen.
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Es ist erforderlich, daß sich die Poliersäure bei der Durchführung
des neuen Verfahrens gleichmäßg über den zu polierenden Bereich verteilt und als
homogener Flüssigkeitsschleier oder -mantel im inneren Teil des Schulterbereichs
beim Übergang des Konus in den Hals auftrifft.
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Es hat sich als besonders zweckmässig erwiesen, die nachfolgende Waschsäure
bzw. das Waschwasser an einer etwas höheren Stelle im Konns aufzubringen, als die
Poliersäure selbst, um auf diese Weise eine Randbildung durch die Poliersäure zu
vermeiden.
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Als Poliersäure kann eine übliche flußsäurehaltige Schwefelsäure verwendet
werden. Im Sinne eines bekannten Polierverfahrens wird dann als Waschsäure eine
hochkonzentrierte Schwefelsäure verwendet. Die Konzentrationen von Poliersäure und
Waschsäure werden im Hinblick auf die Zusammensetzung der zu polierenden Glassorten,
wie allgemein bekannt, abgestimmt. Das Polieren selbst geht in der Weise vonstatten,
daß kurzzeitig abwechselnd Poliersäure und Waschsäure auf die zu polierende Fläche
aufgebracht wird. Ein solches Polierprogramm kann z.B.
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in folgender Weise durchgeführt werden: 5 5 Polieren, dann kurz Waschen
mit Waschsäure; 10 s Polieren, dann kurz Waschen mit Waschsäure; 20 s Polieren,
dann kurz Waschen mit Waschsäure; 3 x 60 s Polieren mit jeweils dazwischen kurzen
Waschvorgängen mit Waschsäure. Nach dem letzten Waschen mit der Waschsäure wird
mit reinem Wasser nachgespült.
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Da sich bei der Polierreaktion aggressive Gase und Dämpfe entwickeln,
ist es zweckmässig, diese aus dem unmittelbaren Bereich ihres Entstehens abzusaugen.
Da diese Dämpfe beim erfindungsgemäßen Verfahren nur im Bereich der Bohrung des
Kolbenkonns gebildet werden, kann dies ohne große. Einrichtungen erfolgen.
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Es ist vorteilhaft, sowohl die Poliersäure als auch die Waschsäure
dauernd umzupumpen in einem kleinen RücklauSkreis, wenn sie nicht gerade nach dem
Polierprogramm benötigt werden. Auf diese Weise wird ein Verstopfen der Leitungen
und der Ventile weitgehend vermieden. Sich ausscheidende Silicate usw. können leicht
entfernt werden.
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Hinsichtlich der abschließenden Reinigung ist es grundsätzlich möglich,
den Konns nach dem Pertigpolieren vom Spritzrohr abzunehmen und an einer beliebigen
Stelle auf beliebige Weise die noch nicht entfernte Waschsäure mit reinem Wasser
auszuspülen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird an Hand der beiliegenden Figuren
weiter erläutert.
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Figur 1 zeigt im Schnitt den Hals eines Pernsehröhren-Kolbens mit
eingeschobenem Spritzrohr in einer für das Polieren zweckmässigen Stellung.
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Figur 2 zeigt eine komplette Anlage im Schnitt für ein programmgesteuertes
Polieren nach Pigur 1.
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Figur 3 zeigt schematisch einen weiteren Lauf der FlUssigkeiten bei
Betrieb der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Bei den in Figur 1 und 2 gezeisten bevorzugten Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Vorrichtung befindet
sich das Spritzrohr 3 derart
innerhalb des Halses 2 des Fernsenröhren-Kolbens oder -konus 1, daß die Düsen 7
für den Austritt der Poliersäure auf die Schulter gerichtet ist, in der der Konus
in den Hals übergeht.
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Die Zufuhr der Poliersäure zu dem Düsenkranz 7 geschieht mit Hilfe
einer oder mehrerer Kanäle 6 innerhalb des Spritzrohrs. Die Düsen des Düsenkranzes
bzw. Schlitze auf einem bestimmten Niveau sind so nach unten geneigt, daß der austretende
Plüssigkeitsstrahl einen im wesentlichen gleichmässigen Flüssigkeitsmantel gegen
die;zu polierende Fläche richten.
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Die Waschsäure wird über den Kanal 4 dem Kopf des Spritzrohrs zugeführt,
indem sich ein Düsen- oder Schlitzkranz befindet. Das Niveau des Düsenkranzes 7
für die Poliersäure liegt unter dem Niveau des Düsenkranzes 5 für die Waschsäure.
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Die hier gezeigte Ausführungsform kann noch dahingehend erweitert
werden, daß mit Hilfe eines weiteren Kanals auf einem noch höheren Niveau als die
Waschsäure das Spülwasser für den Reinigungsgang zugeführt und in den Hals gespritzt
werden kann.
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Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung für eine automatisierte Polierung von Hälsen wird die Poliersäure dem
Spritzrohr mit Hilfe einer (nicht gezeigten) Pumpe aus einem (nicht gezeigten) Vorratsbehälter
über die Zuleitungen 6a, 6b zu dem Kanal 6 zugeführt. In ähnlicher Weise geschieht
die Zuleitung der Waschsäure mit Hilfe einer (nicht gezeigten) Pumpe aus einem (nicht
gezeigten Vorratsgefäß) über die Zuleitungen 4a, 4 b in den Kanal 4.
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Die aus dem Hals ablaufenden Plüssigkeiten werden in Auffangtrichtern
oder in einer Sammelrinne 8 aufgefangen und gelangen über die Rückleitung 9a und
9b bzw. 9c sowie
die Säurerückleitungen 6b bzw. 4d wieder in die
Vorratsgefäße, womit der Kreislauf für das Spritzen von Polier- bzw. Waschsäure
geschlossen ist. Da es - wie bereits erwähnt - zweckmässig ist, die Säuren - auch
wenn sie im Moment nicht in das Spritzrohr geführt werden - dauernd umzupumpen,
wird der Umlaufkreis zwischen der Poliersäurezuführung 6a und Säurerückleitung 6b
mit Hilfe der Leitung 6c vorgenommen bzw. für die Waschsäure von der Zuführung 4a
über 4c in die Rückleitung 4d.
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Um eine Programmierung des Poliervorganges zu ermöglichen, ist in
der Zuleitung für die Poliersäure zwischen 6a und 6b das 2-Weg-Ventil Vp und in
der Zuleitung für die Waschsäure zwischen 4a und 4b das 2-Weg-Ventil VW vorgesehen.
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Die Rücklaufleitungen 9a vereinigen sich in dem 2-Weg-Ventil VR, mit
dessen Hilfe die Säuren in ihre Vorratsbehälter über die Leitungen 9b, 6d bzw. 9c,
4 d gelangen.
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Durch diese Ausführungsform der Zu- und Ableitungen für die Säuren
kann bei entsprechender Ventilstellung entweder die Poliersäure über das Spritzrohr
zur Wirkung gebracht werden und gelangt dann über das Rücklaufventil wieder in den
Vorratsbehälter, während gleichzeitig die Waschsäure durch die entsprechende Stellung
des Ventil VW in kurzem Umlauf wieder in ihren Vorratsbehälter geführt wird.
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Durch Umstellung der Ventile Vp, VW und VR kann Waschsäure aus dem
Spritzrohr treten und die Poliersäure läuft nur um.
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Für eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zusätzlicher
Wasserspülung ist noch eine Wasserzuleitung mit Absperrventil und Abwasserleitung
vorzusehen, die hier nicht näher gezeigt zu werden brauchen.
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In der Figur 3 ist eine andere Möglichkeit für die Führung der Flüssigkeitsströme
gezeigt. Nimmt man an, daß links die Poliersäure aus dem Vorratsbehälter eingepumpt
wird,
so kann sie bei entsprechender Stellung des Ventils VP und
des Umschaltventils VUl in das Spritzrohr geführt werden. Die rücklaufende Poliersäure
gelangt über das Umschaltventil VU2 in der Rücklaufleitung vom linken Ablauf in
den Vorratsbehälter für die Poliersäure. Bei dieser Ventilstellung sind die Ventile
VR1 geschlossen und VR2 geöffnet. Die Waschsäure tritt rechts ein, gelangt über
das Ventil Vw und die Ablaufleitung wieder in ihren Vorratsbehälter.
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Bei umgekehrter Ventilstellung geht die Poliersäure in kurzem Kreislauf
wieder zurück in den Vorratsbehälter, die Waschsäure strömt in das Spritzrohr und
die sich ansammelnde Säure wird über den Rücklaufkreislauf in das Vorratsgefäß rückgeführt.
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Grundsätzlich läßt sich die Stellung der Ventile von Hand betätigen.
Es ist aber natürlich auch möglich, durch entsprechende Prozeßrechner vollautomatisch
ein Polier-, Wasch-und Spülprogramm durchzuführen.
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In der großtechnischen Herstellung von Bernsehröhren erfolgt im allgemeinen
das Polieren der Kolbenhälse gleichzeitig an mehreren, z.B. 8, Kolben. In diesem
Fall ist für jeden Kolben ein Spritzrohr - wie es beispielsweise in Figur 1 gezeigt
ist - vorgesehen. Nach Belieben kann man dann einige oder mehrere Polierstände zu
Gruppen zusammenfassen, für die die Rückleitungen sich vereinigen und die Säuren
dem Spritz rohr jedes Polierstands über entsprechende Verteiler zugeteilt werden.
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