La présente invention se rapporte à un tube à rayons cathodiques et plus particulièrement au dispositif anti-implosion sous forme de ceinture métallique équipant un tel tube.

Les tubes à rayons cathodiques, utilisés par exemple dans les récepteurs de télévision, sont formés d'une enveloppe en verre dans laquelle règne un vide poussé.

Cette enveloppe comprend une dalle en verre composé d'une face avant entourée par une jupe sensiblement perpendiculaire à cette face avant. Sur la surface interne de la face avant sont disposés des réseaux de luminophores destinés à reproduire une image en couleurs lorsque lesdits réseaux sont excités par des faisceaux électroniques issus de canons disposés à l'intérieur du tube. De manière conventionnelle la périphérie de la dalle est entourée par une ceinture métallique, appelée ceinture anti-implosion destinée à renforcer la résistance mécanique de l'enveloppe en verre. En effet, après la mise sous vide de l'enveloppe en verre, des contraintes mécaniques s'appliquent sur la face avant et sur la jupe sous l'influence de la pression atmosphérique extérieure à l'enveloppe.

Il est connu par exemple par le document US6150760 que la ceinture anti-implosion installée autour de la face avant du tube soit sous forme d'une boucle dont les extrémités libres sont solidarisées à l'aide d'une pièce métallique complémentaire disposée au-dessus de ces extrémités et soudées électriquement par point à celles-ci.

Cependant ce type de liaison présente un certain nombre d'inconvénients :

- il augmente le nombre de pièces nécessaires à la constitution de la ceinture. - il utilise beaucoup de matériau consommable sous forme de d'électrode de soudure à changer fréquemment

- il consomme beaucoup d'énergie

- il augmente localement l'épaisseur de la ceinture ce qui est nuisible pour l'insertion du tube dans le boîtier plastique qui généralement épouse au plus prés les formes du tube pour des raisons esthétiques. - la qualité de la soudure n'est pas visuellement vérifiable ce qui peut induire l'implosion du tube en cas de soudure défectueuse.

L'ensemble de ces problèmes est d'autant plus sensible que la tendance actuelle demandant à la face avant d'être sensiblement plane fait que les fabricants de téléviseurs pour bénéficier de l'aspect esthétique de ces tubes désirent pouvoir concevoir des boîtiers dans lesquels les tubes s'emboîtent au plus près.

Récemment, pour pallier les inconvénients cités ci-dessus, des méthodes de soudure bord à bord par faisceau laser ont été développées. Cependant ces méthodes utilisent des aciers qui pour offrir de bonnes caractéristiques mécaniques en terme de résistance à l'effort et de limite d'élasticité sont des aciers difficile à former. Il est apparu que la formabilité des ces aciers était trop faible pour permettre de réaliser des ceintures anti¬ implosion du type de celles comportant au moins deux couches obtenues par pliage de ladite bande comme indiqué dans le brevet US5216513. Les ceintures anti-implosion incorporant ce type de structure, en au moins deux couches de matériau, présente l'avantage de pouvoir mieux localiser sur la périphérie du tube l'endroit où est appliqué le maximum de la compression exercée par ladite ceinture ce qui en conséquence permet de diminuer la quantité de matière utilisée pour la réaliser. L'invention apporte une solution à ces problèmes grâce à un choix d'aciers dont la formabilité permet de réaliser une ceinture anti¬ implosion éventuellement en plusieurs couches.

Pour cela, le tube à rayons cathodiques selon l'invention comprend une enveloppe en verre formée : - d'une dalle en verre comportant une face avant et une jupe périphérique sensiblement perpendiculaire à ladite face

d'une partie arrière en forme d'entonnoir, scellée à la face avant au niveau de la jupe d'une ceinture métallique anti-implosion disposée tout autour de la dalle en verre et couvrant au moins partiellement ladite jupe, ladite ceinture étant réalisée dans un acier au carbone, caractérisé en ce que l'acier comprend comme ingrédient additionnels du Niobium

L'invention sera mieux comprise ainsi que ses différents avantages à l'aide de la description ci-après et des dessins parmi lesquels : - la figure 1 montre un tube à rayons cathodiques selon l'état de la technique.

La figure 2 Illustre un mode de réalisation d'un tube à rayon cathodique comportant une ceinture anti-implosion selon l'invention

La figure 1 illustre un mode de réalisation d'un tube à rayons cathodiques selon l'état de la technique. Comme indiqué sur la figure, le tube comprend une dalle 1 formant avec la partie arrière en forme d'entonnoir 2 une enveloppe en verre mise sous vide. La dalle et la partie évasée arrière sont solidarisées l'une à l'autre à l'aide d'un cordon de verre fritte F. La dalle est de forme sensiblement rectangulaire délimitée par une paire de cotés longs horizontaux et une paire de cotés courts verticaux. La dalle est composée d'une face avant délimitée par une jupe 11 perpendiculaire à ladite face. A l'intérieur du col cylindrique 3, situé à l'extrémité de la partie en entonnoir 2, est disposé un canon à électrons 5 émettant au moins un faisceau d'électrons en direction d'un écran disposé sur la surface interne de la face avant 1. L'écran est constitué par des réseaux de luminophores destinés à reproduire une image sous l'impact d'un faisceau d'électrons. Un dispositif de déflection électromagnétique est disposé sur la partie arrière du tube et dévie le ou les faisceaux électroniques afin que soit balayée toute la surface de l'écran. Lorsque le tube est de type à reproduire une image en couleurs, le canon à électrons émet trois faisceaux d'électrons, chaque faisceau étant destiné à reproduire une couleur primaire : rouge, vert, bleu.

Une ceinture anti-implosion 10 est disposée sur la jupe 11 de la dalle, jupe disposée entre la face avant et la zone de scellement avec la partie arrière 2.

La ceinture comporte dans les coins du tube des oreilles 14 permettant la fixation du tube à l'intérieur d'un boîtier, généralement réalisé en matériaux plastiques. La ceinture est disposée autour du tube de la manière suivante : la ceinture est dans un premier temps chauffée à haute température pour augmenter son périmètre la ceinture chauffée est disposée autour du tube et en refroidissant la diminution de son périmètre met l'avant du tube en compression mécanique.

La ceinture est en général composée à partir d'une bande métallique pliée 10 dont les extrémités sont solidarisée par une plaque 17 réalisée dans un matériau ayant une forte résistance mécanique ou une épaisseur importante, ceci afin de pouvoir résister aux fortes forces de traction s'exerçant sur ces extrémités lorsque la ceinture disposée sur le tube est revenue à la température ambiante. La soudure est une soudure résistive par points comme illustré par la figure 1.

Il est également connu de disposer bord à bord les extrémités de la ceinture et en soudant ces extrémités par laser grâce à l'utilisation d'acier comportant environ 0.15% de carbone. Cependant ce type d'acier n'a pas les caractéristiques de formabilité permettant le pliage de bande métallique dont l'épaisseur est de l'ordre du millimètre sans créer des zones de fracture au niveau du pli, zones de fracture fragilisant la résistance mécanique du matériau constituant la ceinture. L'acier selon l'invention permet l'utilisation d'un laser pour assurer la soudure bord à bord des extrémités de la ceinture ainsi que le pliage préalable de ladite ceinture.

Selon un mode de réalisation de l'invention, illustré par la figure

2, les extrémités 21 et 22 de la ceinture 20, coupées à angle droit, sont mises en contact bord à bord ; puis à l'aide d'un faisceaux laser les deux extrémités sont soudées tout le long des bords en contact.

La soudure laser permet d'obtenir dans la zone soudée la même résistance à la traction qu'une portion de ceinture sans soudure du fait que la soudure par laser permet de contrôler précisément l'énergie amenée sur les zones à souder et d'obtenir ainsi au niveau de la soudure une parfaite cohésion de la matière.

La ceinture 20 est réalisée à partir d'une bande d'acier de 1.25mm d'épaisseur pliée de manière à disposer deux épaisseurs 30 et 31 de matière par exemple dans la zone située du coté de la dalle 1

Un acier standard utilisé pour la réalisation de ceinture anti- implosion est caractérisé par un pourcentage de carbone n'excédant pas 0.1% en composition, 1.2% en Magnésium et 0.18% en Silicium.

Divers aciers ont été expérimentés en vue d'obtenir une ceinture anti-implosion qui nécessite l'usage de moins de matière, qui présente la résistance mécanique nécessaire pour cet usage et qui puisse être réalisée à partir d'une bande qui puisse être pliée sans fracture du matériau.

L'expérience a montré qu'en utilisant des aciers au carbone dans la composition desquels il était rajouté du Niobium, il était possible d'obtenir un acier offrant les caractéristiques désirées de résistance mécanique et de formabilité.

Ainsi l'addition de Niobium, dans une quantité du même ordre que le pourcentage de carbone, permet avec les autres ingrédients d'obtenir à la fois une bonne résistance mécanique ainsi qu'une formabilité du matériau permettant le pliage sans dommage de bande de l'ordre de quelques millimètres d'épaisseur.

Dans le cadre de l'invention le matériau constitutif de la ceinture utilise un acier dont le pourcentage de carbone est compris entre 0.05% et 0.08%. L'expérience montre également que lorsque l'acier comporte plus de 0.08% de carbone il tend à perdre ses capacités de formabilité. En deçà de 0,05% de carbone, le matériau ne présente plus les caractéristiques suffisantes en terme de résistance à l'effort et de limite d'élasticité

La composition du matériau a été optimisée pour obtenir les meilleures caractéristiques mécaniques, par l'ajout en faible quantité de matériaux comme le Silicium et/ou le manganèse.

Il est connu que le pourcentage de Silicium participe à l'ajustement du niveau de résistance de l'acier par un durcissement de celui- ci. Cependant l'expérience a montré que dans le cadre de l'invention, afin de garder une limite d'élasticité convenable de la ceinture anti-implosion il est préférable d'utiliser pour cet usage un acier comportant une quantité de Silicium n'excédant 0.45%. Différents aciers au manganèse ont été utilisés dans le cadre de l'invention ; les meilleurs résultats expérimentaux en terme de résistance mécanique et limite d'élasticité ont pu être obtenus avec une quantité de manganèse comprise entre 0,9% et 1 ,2%. Dans cette gamme, la soudure par laser est mécaniquement plus résistante aux efforts importants demandés quand la ceinture est installée sur le tube et la formabilité de la bande est suffisante pour réaliser un pliage de celle-ci.

Le manganèse et le silicium peuvent être avantageusement combinés pour favoriser les capacités au soudage de l'acier considéré et pour durcir celui-ci. L'expérience a montré que les caractéristiques de résistance mécanique et de formabilité étaient préservées si, pour un acier dont le pourcentage de carbone était compris entre 0.05% et 0.08%, la quantité de Niobium était liée aux quantités des autres ingrédients comme le manganèse et le silicium. Dans le cadre d'un acier destiné à la fabrication de ceinture anti-implosion les pourcentages de manganèse, de silicium et de Niobium sont avantageusement choisis de manière à ce que les pourcentages des différents ingrédients dans la composition matière de l'acier, soit telle que , :

- (Mn + Si)/100 < Nb< (Mn + Si)/10

Lorsque la relation précédente n'est pas vérifiée, l'acier peut perdre soit ses caractéristiques de bonne formabilité soit ses caractéristiques de résistance mécanique suffisante à l'emploi à la réalisation de ceinture anti-implosion.

Dans un mode de réalisation de l'invention, particulièrement avantageux, la ceinture anti-implosion d'une épaisseur de 1 ,25 mm a été réalisées dans un acier dont la composition chimique indicative est la suivante :

Par comparaison avec un acier communément utilisé pour réaliser les ceintures anti-implosion soudées bord à bord au laser, et dont la composition chimique est définie par :

l'acier choisi dans le cadre de l'invention présente une plus grande limite élastique (comprise entre 400-500MPa contre environ 360-450 MPa pour l'acier communément utilisé).

Les ceintures anti-implosion utilisant un acier comme prescrit par l'invention peuvent être réalisées par soudure au laser de leurs extrémités ou comme dans l'état de la technique, par soudure par points de pièces additionnelles.

Avantageusement, la ceinture peut être recouverte d'une couche métallique anti-corrosion principalement à base d'aluminium. Cette couche peut également avantageusement comprendre au moins 5% de silicium pour améliorer sa dureté et donc sa tenue lors des étapes de mise

en place d'abord autour du tube et dans un deuxième temps dans le boîtier du téléviseur équipé d'un tel tube.

L'exemple de réalisation de la figure n'est pas limitatif. L'invention peut avantageusement être utilisée pour réaliser des ceintures anti-implosion comportant une seule épaisseur de matériau comme pour réaliser des ceintures comportant plus de deux épaisseurs.