DE1011918B

DE1011918B - Kathodenstrahlroehre

Info

Publication number: DE1011918B
Application number: DEC9072A
Authority: DE
Inventors: Robert Dressler
Original assignee: Chromatic Television Laboratories Inc
Current assignee: Chromatic Television Laboratories Inc
Priority date: 1953-03-23
Filing date: 1954-03-20
Publication date: 1957-07-11
Also published as: GB757810A; NL185725B; FR1091379A; US2791710A; BE526096A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf Kathodenstrahlröhren, die zum Erzeugen und Wiedergeben von Bildern entweder in im wesentlichen natürlichen Farben ader in einer Farbe verwendbar sind. Die Bilder, die zur Wiedergabe auf dem Röhrenschirm erzeugt werden sollen, werden mittels eines oder mehrerer auf eine mit einem Phosphorüberzug versehene Schirmfläche aufprallender Elektronenstrahlen, entwickelt,, um auf der Schirmfläche elektrooptisehe Effekte hervorzubringen, die als Lichtbilder beobachtet werden können. Der auf die Schirmfläche aufprallende Elelctronenstrom kann durch Modulationseinrichtung gesteuert und in bezug auf die Schirmfläche, auf die er auftrifft, zweidimensional abgelenkt werden, so daß ein Raster nach wohlbekannten Mustern gebildet wird.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, einen Phosphor Überzug auf einem Schirm herzustellen, auf dem die elektrooptischen Bilder durch eine Reihe von Streifen erzeugt werden, deren Breite je nur einen Bruchteil der Breite beträgt, die an jeder Stelle des endgültig gebildeten Rasters entwickelt wird. Die Streifenlängen können zur Veranschaulichung als der einen Dimension des zu entwickelnden Rasters entsprechend betrachtet werden;" allerdings erscheint es praktisch, meist mit Rücksicht auf die Herstellung der mit einem Überzug versehenen Schirmo'berfläche, daß die Phosphorstreifenlänge die eine Rasterdimension etwas überschreitet.

Für Röhren, bei denen auf diese Weise eine Schirmfläche gebildet wird, wurde vorgeschlagen, die- getrennten Streifen des Schirmüberzuges von dem Elektrpnenstrom überstreichen oder abtasten zu lassen; eier Elektronenstrom wird in ein geeignetes überstreichendes Kathodenstrahlenbündel konzentiert, das so abgelenkt wird, daß der Abtastweg der Länge der Schirmstreifen folgt, oder auf eine solche Art, daß die Schnellabtastung quer zu.den Schirmstreifen erfolgt. Die Erfindung eignet sich·, für beide Arbeitsweisen, doch wird im nachstehenden, wo auf den Abtastvorgang Bezug genommen wird, dieser als Beispiel unter der Annahme; "erläutert, daß die Abtastung quer' zur Längendimension" der Phosphorübeizugstreifen erfolgt/ .,-■ ^-, · •_r - -Es Jst.berei-ts bekannt, -in.rder Nähe eines mit •Phosphor-, überzogenen- Schirms''der ^robßn 'besehr-iebenen • -Af t reiner Gittörelektrotlfe.' anzuordnen»-; Ein .golches Gitter ist dazu bestimmt-,·, "als" Teil'einer: Elektröleö¹

1 insenanordnuftg;^ ;-zu ·.-; arbeiten - ■ ' (XJS A,-Pätefitsclmft

2 532 51;l:),-,ddfer;;es- kann als Farbsteiaerelektfode· wirken,, oder 'beide■- vorstehend erwähnten' -Aufgaben-'erfüllen: ■-'< --;- ■;.-■; ---'.· ■■>.■'"_' ■-' " V:^:. ':.V\.;'-i

Die Erfindung-'befaßt-sich vor allem mit'-der- Aus-j}ild-ung''deS"-Giiter-S:-selt)st-:undmit-.der Anordnung k ¹Si)-Iehe» Gittert-in b^ziig-iani:"dm R'öhrenschirm.

Anmelder:

Chromatic Television Laboratories, Inc.,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. E. Wiegand, München 27,

Mauerkircherstr. 48, und Dipl.-Ing. W. Niemann,

Hamburg 1, Patentamvälte

Beanspruchte ,Priorität:
V. St. v. Amerika vom 23. März 1953

Robert Dressler, Elmont, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

In' diesem Zusammenhang ist es für eine hohe Genauigkeit des Arbeitens einer /Kathodenstrahlröhre, die für die Wiedergabe von Bildern entweder in ihren im wesentlichen natürlichen Farben oder in einer Farbe geeignet sein soll, besonders wichtig, daß die leitenden Streifen (üblicherweise in Form von Drähten), aus denen die Gitterelektrode gebildet ist, mit Bezug auf die Pho'sphorstrHifen des Schirms genau¹ ausgerichtet werden. " ^; '.:: ^:'■

Es - ist bereits eine Gitterkonstruktion für eine ■ ■·- Röhre bekannt, bei der .ein Paar von geschlitzten; isolierenden Tfagteilen in im*!wesentlichen paralleler Lage,' welche 'voneinander, durch einen- Abstand ge* trennt sind, die dazu aufgespannten Leiter aufnehmen. Hierbei sind· miteinander abwechselnde Leiter parallel '·-: gesShaltet und mit Anschlußpunkten· versehen, an'die ein elektrischer Stromkreis geiegirwerden kann; Dabei wird -die" Zugspannung der Drähte^T durch den" Röhrensockel·'sowie ein Brückenglied:'atifgenommen,: d. h., die beiden' -Isblierstäbe .'sind'~v!Feile eines tragenden Rahmens^ ' '- · :':'.' ■.■'■.-■ L:;: ■'' ^r· ■, ""O

Bei einer Kathodenstrahlröhre, ist die Anwendung einer solchen^Bauweise nieht'öhne weiteres rnÖglidfi; denn hierlergiht sich"-das 'ProM$m';'-wie^?die 'Zügspani nung-diöf Ί^ι-ϊάφ atif zunsKiitien :ist Es; ist zwar 'bereits

nung-djöf'Dräiite auf zunsbkien :ist. Es;ist zwar bereits C,*-' bekannt',:-'bei einer " Kathodenstrahlröhre auf der Trägerplatte: dfeS'Leuchtschirms "ein Tragteil änzuofd'' nen, an'-(fern eine gitter- bzw. siebartige Elektrode be^ festigt ist.' Dieses \'Sra.gteii'rW'iitl^I'v''durch einen äölßsttragenden Abstaiidiia:l:it»t^<ahtn6ti?-gebildet₎""der^riz
λ- dif/aü! ihm festge&lemnite Tsägeirplatte trägt.

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- Mit der Erfindung wird eine andere Lösung vorgeschlagen, welche insbesondere auch bei Verwendung sehr feiner Gitterdrähte eine hohe Maßhaltigkeit ermöglicht und eine straffe Spannung der Gitterdrähte in einem geringen, genau einzuhaltenden Abstand von der Schirmfläche gewährleistet,

. Die Erfindung bezieht sich auf eine Kathodenstrahlröhre mit einem vor dem Leuchtschirm angeordneten Gitter aus einer Vielzahl paralleler Drähte, die abwechselnd miteinander verbunden sind.

Die Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß die Drähte von Isolierstäben, die senkrecht zu den Drähten verlaufen und am Rand der vom Kathodenstrahl abgetasteten Rasterfläche auf einer mit einer Leuchtschicht belegten durchsichtigen Trägerplatte angeordnet sind, im Abstand von dem Leuchtschirm gehalten werden und entweder an den mit der Platte fest verbundenen Isolierstäben oder an weiter außen parallel zu den Isolierstäben angeordneten und mit der Platte fest verbundenen leitenden Stäben verankert sind, so daß die Platte die Zugkräfte der Drähte aufnimmt.

Bei dieser neuartigen Lösung bilden das gitterartige System und seine Tragteile zusammen mit dem Leuchtschirm ein einheitliches und untrennbares Gebilde.

Weiterhin ist bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung jeder Draht in dem Tragstabpaar durch Einschließen oder Einsiegeln festgehalten.

Eine Kathodenstrahlröhre gemäß der Erfindung kann ein Paar von leitenden Teilen aufweisen, die außerhalb der Rasterfläche und in der Nähe der Enden des Rahmens angeordnet sind und die auf der Schirmgrundfläche neben jedem Tragstab in verschiedenen Abständen von diesem so gehalten werden, daß die Drähte, die sich zwischen dem Tragstab und den leitenden Teilen erstrecken, abwechselnd verschiedene Winkel sowohl gegenüber der Ebene der parallel zwischen den Tragstäben gespannten Drähte als auch der Ebene der die Tragstäbe tragenden Schirmgrundfläche bilden, wobei also jeder Drahtträger zusätzlich zu einem isolierenden Teil zwei sich in Längsrichtung zu ihm erstreckende elektrische Leiter umfaßt, an weiche die Drähe abwechselnd angeschlossen sind.

Weiterhin kann jeder Tragstab von einem benachbarten Stab zweckmäßig um einen Abstand entfernt sein, der mindestens gleich einer Dimension eines Rasters ist, das bei einem Abtastvorgang auf der Schirmfläche bestrichen wird, und daß die Drähte voneinander um mindestens eine Dimension einer Elementarfläche entfernt sind, die auf dem Schirm aufgelöst werden soll.

Ein Verfahren zur Herstellung eines gitterähnlichen Aufbaues zwecks Anordnung in der Nähe des Leuchtschirms einer Kathodenstrahlröhre besteht erfindungsgemäß darin, daß die Gitterdrähte auf gläsernen Tragelementen gespannt und durch Schlitze in dem Glas gezogen werden, daß die Drähte in zwei Gruppen eingeteilt und alle Drähte beider Gruppen je unter sich verbunden werden, und daß die. gläsernen Trägelemente vorzugsweise direkt mit ihren Oberflächen auf der Trägerplatte befestigt werden.

Es kann dabei ein kalottenförmiges Gittertragelement von kalottenförmigem Querschnitt zur Befestigung auf der Schirmgrundfläche- gebildet werden.

Ferner werden zweckmäßig die Gitterdräht'e in den Schlitzen der Tragelemente unter einer Zugspannung gehalten, die ausreichend ist, um-das Durchhängen zwischen den Tragelementen zu verhindern, so daß sie parallel zueinander straff gespannt sind.

Unter der Annahme, daß die Schirmoberfläche für Dreifarbenvorgänge geeignet ist, können die getrennten Phosphorstreifen, die die Eigenschaften haben, bei Erregung in verschiedenen Farben zu fluoreszieren, auf der Schirmoberfläche entsprechend einem sich wiederholenden Farbenzyklus angeordnet werden. Ein solcher Farbenzyklus kann beispielsweise einem

xo Muster folgen, nach welchem Licht in den Farben Rot, Grün, Blau, Grün, Rot, Grün, Blau, Grün usw. erzeugt wird.

Da der vorgeschlagene Farbenzyklus zweimal soviel phosphorüberzogene Streifenflächen zur Hervorbringung grünen Lichtes vorsieht als diejenigen zur Erzeugung roten und blauen Lichtes, ist es üblicherweise zum Erzielen eines richtigen Farbengleichgewichts erwünscht, die Streifen, welche grünes Licht erzeugen, annähernd halb so breit zu machen wie die

ao zur Erzeugung roten oder blauen Lichtes. Die Streifen zur Erzeugung grünen Lichtes können für manche Röhren auch gleich der Breite der anderen Streifen sein. Die Gitterleiter oder -drähte sind, wenn sie abgestützt sind, über jedem der Phosphorüberzugstreifen, die das rote und blaue Licht hervorbringen, elektronenoptisch zentriert. Wenn an die Gitterleiter, die in bezug auf die Phosphorstreifen zentriert sind, verschiedene Potentiale angelegt werden und wenn ein Elektronenstrom in Form eines oder mehrerer Kathodenstrahlbündel durch das Gitter hindurch auf den Röhrenschirm gerichtet wird, dann zeigt sich, daß, je nachdem, welcher der Gitterleiter stärker positiv gegenüber einem Gleichgewichtspunkt oder -element ist, das Gitter den Weg des Elektronenbündels gegen den Schirm und damit die Lichtfarbe bestimmt, die sichtbar wird. Wenn andererseits die Gitterleiter in einem solchen Zustand gehalten werden, daß keine elektrische Potentialdifferenz zwischen ihnen vorhanden ist, dann wird jeder gegen den Schirm gerichtete Elektronenstrom auf die Mitte zwischen den Leitern zentriert. Das bedeutet für das vorerwähnte Beispiel, daß grünes Licht erzeugt wird. Hierzu kann man sich die verschiedenen Gitterleiter bei dem erläuterten Beispiel als voneinander durch Abstände zwischen einer halben und einer ganzen Elementarfläche getrennt vorstellen, die auf der Schirmoberfläche bei der Bilderzeugung aufgelöst werden soll.

Wird das Bild auf einer Röhre mit einem Betrachtungsfenster von einer Breite von etwa 50 an erzeugt, dann liegt der Gitterdrahtabstand zwischen den Mitten in der Größenordnung von 0,38 mm. Eine Drahtstärke in der Größenordnung von etwa 0,05 bis 0,075 mm ist hierbei brauchbar.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in schematischer Form eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer Kathodenstrahl-Bilderzeugungsröhre, bei welcher die Erfindung angewendet ist;

Fig. 2 ist eine teilweise abgebrochene Darstellung eines Abschnittes des Gittersystems gemäß der Erfindung, gesehen in Pfeilrichtung auf den Boden der in Fig. 1 dargestellten Röhre; · ' '

Fig. 3 ist ein Schnitt des in Fig. 2 dargestellten

Gittersystems nach der Linie 3-3 von Fig. 2;

Fig.4 ist eine Ansicht teilweise im Schnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 1, welche die Lage des Gittersystems in der Röhre veranschaulicht;

Fig. 5 ist eine stark vergrößerte Teilschnittansicht zur Veranschaulichung der relativen Lage zwischen

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der Schirmoberfläche, den Gitterleitern oder-drähten solchen Konstruktion bewegt sich der Elektronen- und dem Gittertragteil zur räumlichen Festlegung der strahl mit relativ hoher Geschwindigkeit gegen den Gitterdrähte in bezug aufeinander und auf die Schirm.

Schirmfläche; Bei der Röhre, bei welcher die Erfindung ange-

Fig. 6 ist eine Schnittansicht, die im wesentlichen 5 wendet wird, soll angenommen werden, daß die Elek-

der Anordnung von Fig. 3 entspricht und insbesondere tronenschleuder den Strom der emittierten Elektronen

eine Form der Verbindung der Gitterleiter zur Be- zu einem einzelnen Elektronenstrahl formt, der gegen

festigung an Kontaktpunkten der Röhre zum An- die Schirmoberfläche über den größten Teil der

Schluß an äußere Tragteile wiedergibt; Strecke zwischen der Schleuder und dem Schirm

Fig. 7 zeigt eine vergrößerte Teilschnittansicht io unter dem Einfluß einer Beschleunigungsspannung geeiner abgewandelten Anschlußart der Gitterleiter an richtet wird, die in der Größenordnung von etwa einem Sammelleiter, wobei dieser Schnitt eine Ab- einem Viertel der Spannung liegt, die im Augenblick änderung der in den Fig. 2 und 6 dargestellten An- des Auftreffens auf den Schirm gebraucht wird. Da schlußformen wiedergibt. die zur Ablenkung des Elektronenstrahls dienenden

Die Zeichnung, auf die nunmehr zum besseren Ver- 15 Einrichtungen an sich bekannt sind, sind sie in Fig. 1

ständnis der Erfindung Bezug genommen wird, zeigt der Zeichnung nicht mit dargestellt. Es genügt daher,

ein allgemein mit 11 bezeichnetes Gittersystem, das in zu sagen, daß der entwickelte Elektronenstrahl auf

dem erweiterten Ende eines hochevakuierten Ka- seinem Weg gegen den Schirm 15 unter der Einwir-

thodenstrahlröhrenkolbens, der allgemein mit 12 be- kung elektromagnetischer oder bzw. und elektro-

zeichnet ist, angeordnet ist. Die hier gezeichnete 20 statischer Felder, die in Richtungen senkrecht zuein-

Form des Röhrenkolbens ist rein schematisch ge- ander und senkrecht zum Strom der Elektronen von

wählt; es könnte statt dessen auch irgendeine andere der Schleuder gegen den Schirm wirken, zweidimen-

bekannte Metall- oder Glaskolbenart verwendet wer- sional abgelenkt werden kann.

den. In jedem Fall weist die Röhre einen im wesent- Eine Röhre der hier beschriebenen Ausführung ist liehen kegelstumpfförmig gestalteten Kolbenteil 13 25 eine solche, bei welcher ein Gittersystem, das allgeauf, der in ein im wesentlichen ebenes Sichtfenster 14 mein mit 11 bezeichnet ist, benachbart zum phosphorübergeht, das in der in Fig. 1 durch einen Pfeil be- überzogenen Röhrenschirm 15 angeordnet ist. Eine zeichneten Richtung betrachtet wird. solche Gitterelektrode ist geeignet, bei einem Potential

Dieses Sichtfenster 14 besteht üblicherweise aus gegenüber der Elektronenquelle zu arbeiten (es kön-Glas, so daß ein Bild, das innerhalb der Röhre auf 30 nen Abänderungen getroffen werden, um verschiedene einer Phosphorschicht erzeugt wird, von außen zu Farbeffekte hervorzubringen, wie sie später beschriesehen ist. Bei vielen Röhrenarten ist die Phosphor- ben werden), das annähernd dem Potential der Anode schicht direkt auf die Innenfläche des Sichtfensters der Elektronenschleuder entspricht.
14 aufgebracht. Bei einer anderen Röhrenart (die hier Wie allgemein üblich, wird auf den Phosphorüberspeziell gezeigt ist) kann die Phosphorschicht auf der 35 zug auf dem durchsichtigen Schirm 15 (die Art des Oberfläche eines transparenten Schirms angebracht Phosphorüberzuges wurde bereits beschrieben) ein sein, der allgemein mit 15 bezeichnet und in entspre- metallischer Film auf der dem Gittersystem 11 zuchender Lage innerhalb des Röhrenkolbens abgestützt gekehrten Seite des Phosphorüberzuges aufgebracht, ist. Er befindet sich so dicht an dem Sichtfenster, wie Ein solcher Metallfilm ist elektronendurchlässig. Der es unter dem Gesichtspunkt einer leichten Montage 40 Metallfilm gestattet den Elektronen, durch ihn hin- und einer einfachen Röhrenkonstruktion möglich ist. durchzutreten, um den Phosphorüberzug auf dem Die hier gezeigte Ausführungsform ist von einer Art, Schirm zu erregen, jedoch bildet er eine Barriere die manche Vorteile unter dem Gesichtspunkt einer gegen Ionen, die den Schirm erreichen und auf ihm vereinfachten Röhrenherstellung bietet, obgleich auch den bekannten, unerwünschten Ionenfleck hervorrufen zu beachten ist, daß, wenn die Röhre mit einem im 45 könnten. Gleichzeitig ist der Metallfilm leitend und wesentlichen ebenen Fenster 14 hergestellt wird, die gestattet das Anlegen einer relativ hohen Spannung, Phosphorschicht, wie oben angegeben, auch auf dem gemessen in bezug auf das Gittersystem zum Schirm. Fenster angebracht werden kann. Dieser Arbeitsspannungsunterschied kann im allge-

Am entgegengesetzten Ende der Röhre geht der meinen etwa das Zwei- bis Vierfache des Spannungs-

kegelstumpfförmige Teil 13 in einen Halsteil 16 über, 5° Unterschiedes betragen, der zwischen der Elektronen-

an dessen Ende, im wesentlichen bei der Vollendung quelle und dem Endbeschleuniger der Elektronen-

der Herstellungsvorgänge, eine Grundplatte 17 be- schleuder auftritt, der bereits beschrieben wurde und

festigt worden ist. An dieser Grundplatte sind ge- bei im wesentlichen dem gleichen Potential wie das

eignete Spitzen oder Stifte 18 zum Anbringen an Gitter arbeiten kann.

einem Röhrensockel oder zum Anschließen an einen 55 Infolgedessen wird in dem Gebiet zwischen dem

äußeren Stromkreis vorgesehen. In dem Röhrenhals Gittersystem als Ganzem und dem Schirm ein Be-

16 sind eine oder mehrere geeignete Elektronen- schleunigungsfeld entwickelt, das die sich von der

schleudern enthalten, von denen Elektronen emittiert Quelle zu dem Schirm bewegenden Elektronen auf

werden, die gegen den Schirm gerichtet werden, um eine relativ hohe Geschwindigkeit beim Auftreffen

auf ihn aufzuprallen. 60 auf den Schirm bringt. Gleichzeitig läßt die angelegte

Die Elektronenschleuder weist in bekannter Weise Spannung infolge der Nachbarschaft des Gittersystems

die gebräuchliche Kathode zusammen mit ihrem und des Schirms konvergierende elektrische Felder

Heizkörper und ausgewählte Beschleunigungselektro- entstehen, die eine weitere punktförmige Sammlung

den oder Anoden in Verbindung mit verschiedenen des Elektronenstrahls, wenn er den Schirm erreicht,

Gittern oder Modulationselektroden auf. Bei manchen 65 herbeiführen. Mit den in der oben geschilderten Weise

Röhren ist eine zweite Anode vorgesehen, die zum angeordneten Leitern des Gitters wird eine Vielheit

Beschleunigen des entwickelten Elektronenstroms zylindrischer Elektronenlinsen von einer der Zahl der

dient, wenn er in einem Elektronenstrahl von konzen- Leiter im Gitter entsprechenden Zahl in dem Bereich

inertem Querschnitt umgeformt wird, der auf der zwischen den Gitterleitern und. dem Schirm gebildet,

Schirmfläche seinen Brennpunkt haben kann. Bei einer 70 so daß jeder eintreffende Elektronenstrahl in einen

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beträchtlich verkleinerten Querschnitt gesammelt wird. S tookey :_r »Photosensitive Glass«,,beschriebe,]?,. Wej- infolge/Ms kleinen Gitterdräntdurchinessers im Ver-' t'ere Typen dieser Glasart sind auch allgemein au,f gleich zum Querschnitt des durch das Gitter hindurch S. 3951 der Zeitschrift »The Glass .Industry« "v-om ^!!:!'| gegen den phosphorüberzpgenen .Schirm gerichteten" 24. September 1951 beschrieben. ' " · · .;,■„;> Abtaststrahls wird nur ein vernachlässigbar kleiner 5 Kurz gesagt ist-das, Glas von einer Art,-die ,'einer* |; Teil des Abtaststrahls durch die Gitterdrähte abge- ultravioletten-¹ Strahlung, durch ein" passendes.';,· un^t, fangen, so daß der größte Teil der freigelassenen Elek- äußerst genau geformtes "fotografisches Negativ/IjJ^ t'ronen_: .auf. .den phosphorüberzogenen Schirm ge- durch ausgesetzt werden kann. Das Negativ enftäjt sammelt wird. ' . ■ " das Bild öder Muster der gewünschten Schlitze oiü^j

Beträchtet man nun das Vorhergehende im Licht iq Nuten, so daß, wenn das Glas exponiert wird, die der Anordnung des Gitters und nimmt man an, daß Lichteinwirkung, welche stattfindet, eine solche ist, die Schirmfläche. 15 ein glasartiges Material ist, so daß mit äußerster Genauigkeit ein Bild der AuS^ .ψ können geeignete Stäbe 21 zum Tragen der Gitter- sparungen oder Schlitze fotografiert wird, in' denen_: drähte.nahe den einander gegenüberliegenden Kanten die Gitterdrähte 25 angebracht und gehalten /werfer}.' der Rasterflächen angebracht werden. Unter der An- 15 sollen. Der Abstand solcher Schlitze stimmt mit den nähme, daß das Abtasten durch den entwickelten bereits beschriebenen, überein. '',.-.'

Elektronenstrahl in einer Richtung quer zu den -Es braucht über den Prozeß der Schlitzbildung'nach"

Phosphorüberzugstreifen des· Schirms stattfindet, wer- der Exponierung nur gesagt zu werden, daß der Glasr, den. diese Tragstäbe so angeordnet, daß sie parallel stab einer kontrollierten Wärmebehandlung unter-, zur Längsrichtung des Rasters liegen,-wie dies in" 20 w.orfen wird, die-die-Entwicklung eines Bildes in dem, Fig. 4 durch die mit L bezeichnete Strecke veran- Glas bewirkt. Dieses geschieht im allgemeinen durch schaulicht ist. Solche Stäbe können eine beliebige Bildung von Lithiumsilicat-Kristallen in den _:;|^ρ,ρ-Qüerschnittsförm haben, doch, wurde, gefunden, daß nierten Bereichen. Das. eigentliche Bild wird daqürl|ij ein Stab-von kreisförmigem Querschnitt, der in der entwickelt, daß-das Glas einer Erwärmung auf ein«, Mitte längs durchgeschnitten wird, besonders geeignet 25 Temperatur von etwa 650° C für eine bestimmte ist Dadurch wird ein Stat) von im wesentlichen halb- Dauer, im allgemeinen in der Größenordnung vo% kreisförmigem Querschnitt erhalten, ■ der auf. dem etwa-2 Stunden, ausgesetzt wird. Durch diese Wärme-Röhrenschirm befestigt werden-kann. ■ . - " . behandlung erscheint ein milchig-weißes Bild in dem

Bei einer "bevorzugten Ausfuhrungsform der Er- sonst durchsichtigeh.Glas. Wenn des Glas dann in- eine findung, werden die Gittertragstäbe 21 auf dem Glas- 3° Lösung von Fluorwasserstoffsäure getaucht wird, SQ₁ schirmelement 15-parallel zueinander befestigt. Der erfolgt eine selektive Herauslösung· des seiner glasigen! Abstand;-zwischen: den Stäben entspricht der ge- Eigenschaft entkleideten Glases aus dem sogenannten wünschten Spannweite der .Drähte "über dem zu be- ppalen, wärmeentwickelten, "Bild.- Wie bej der bereits streichenden Raster-Auf der gekrümmten Außenfläche geschilderten Schneid- oder Schleif bearbeitung der der Trägstäbe 21 sind geeignete Nuten" oder Aus- 35 Glasstäbe-zum" Zwecke der Herstellung der. Schlitze, t;j spärungen.23. zur Aufnahme und Halterung der Gitter- läßt sich auch hier die Tiefe des erzeugten Bildesj f;; leiter, oder;;-drähte,: die mit 25 bezeichnet sind, auf durch Variieren der.Dauer und Intensität der Εχρρ- .ψ irgendein^., geeignete Weise., gebildet. Es können - ver- nierung des Glases, bei der Ultraviolettbestrahlung .....Jp sipiedeae.. Methoden, zur Bildung, der Schlitze oder durch das Negativ hindurch-entsprechend regeln. D^ ^:|p! Nuterf^angewendiet.; werden. "Wesentlich ,ist aber, .daß 4° zu wählende Zeit wird gewöhnlich experimentell "ef,- ., V|p eln-Tiöher" Genauigkeitsgrad der ^Abstände eingehalten mittelt. Wenn es bekannt ist, daß die Tief e der Schljtzg ;|K wird, wenn, bei derjenigen Röhre eihe.äuB'ersfgenaue in den Stäben 21 gerade genügend gemacht "werdi^ ^: ||j Arbeitsweise "erhalten werden soll'.»; V-" ' ,.' Soll, im den Draht genau anzubringen, so wird "dig ' 1|ίί

; Bei einer, Ausfühfungsfprm beispielsweise werden Bestrahlungszeit entsprechend festgesetzt. " ■ _TV ^ fee Νμΐεη .o*der Aussparungen 23'-in der "Weise, ge- 45 ". Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsfoim schnitteivdaß. der Stab 21 vor seinem.'Einbau in" die ζ,-Β. ist der Schlitz 23 tiefer gemacht .als'.der'Dur^- R'öhre mit "einem/Abstand vor einer Vielzahl von messer des,.zur Bildung des Gitters benutzten L Schneidkopf en. oder ,Schleifkanten.jri,der Form einer 25, während bei der Anordnung nach Fig. 6 f rotierenden Spindel .oder eines TDorries angeordnet Schlitz in dem Stab 21 bis zu einer Tiefe geführt .astl wird.. Der' Stab wird'... dann mit .dem rotierenden 5° die im wesentlichen, dem- Durchmesser, des'das Gitter Schneid-oder Schleifwerkzeug in Berufung, gebracht, bildenden Leiters 25. entspricht. Es^! is,Cdies eine Bg- und die Nuten werden mit der gewünschten Tiefe her- "messungsfrage, . . . . , ,,.^

gestellt. Eine Schneid--oder Schleifkahte dieser-Art "Nachdem die Glasstäbe· 21 " zugeschnitten, ,,ger besteht aus" "äußerst hartem Schneid- oder Schleif*- schliffen und auf fotografischem o4er aqn'stigem, W.§g| material, so daß die-Nuten in das relativ weiche Glas 55 mit der.gewünschten.Zahl, von Schlitzen versehen,SiHfI₁ iii genauen gleichförmigen.; Abständen .voneinander ' wob'H alle diese'Schlitze genau voneinander dis^pr emgeschnitten werden können, die den Abständen der ziert .sind, muß de.r Glasstab an "der, transparen^ii Schneid-,oder Schieifkanten des maschinell bearbeiT Schirmplatte,.15.befestigt werden,. Bisjang wuc^ie^j teten . Schneidwerkzeuges genau , entsprechen,. Dies.e . den meisten" Röhren, der· Phosphorüberzug in ,Fq^ Herstellungsweise, wjjd nur als .eine mögliche Art der 60 der bereits erwähnten Streifen angebracht. Ejri.SQjGtlgr "Zubereitung der Stäbe erwähnt. ~\V. .... ,', ... - ,Überzug.ist in. der Zeichnung, allgemein,.mit,-"^i-^:"p6- ;, _ .GemäA»einer wählweise-anwendbaren -Ausführungs- zeichnet. "Wenn "sie atich nicht zum ,Gegenstand dieseg· form können die Stäbe, aus einer *Glasärt bestehen, Erfindung gehören,, so können ,docE au,ch Methqqfif welche. durch Lichtempfindlichkeit »opalisierbar« ist. zum Aufbringen.,dex Phosphorüberzüge nach demB%-Ein Glas dieser. Art ist als;" lichtempfindliches »Opal- 65 'lestigen.. der Stäbe 2Γ am>.S,chirm apgewendet w^^a^.. glas«, "beliannt.'.Die. _;Firma, Corning -Glass. Works, "' "Der Übprztig tr^gt"den metällisohen Film,"der au^i^f öorning, .New York," 'ist Herstgljer .einer solchen Glas- der .üblichen Weisen .aufgebracht ist.· Die Gla^stäfo^l,; äri. D-ie Eigenschaften, dj,eses'Glase/s .sind in "der.'Zeit- werden mit -einem.soldaen^DurciinieeserVTOer ^||·^; schrift. »Indus-tria,i;. and" .Engineerj-ng . Ghemistry,«_? .solchen O.icke-;.bemes,sen> daß,naeh^:Anbri^H|!^_]i|er 'April 1949^.S.;ß563.is_:8ol"_;v"in"derlArbeit,yon-S. ti.. 7° .S.tä-beder Grund deir-Schlitze^.'in.welcfeen.die leiiet^lpn

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Elemente des Gitters angebracht werden sollen, sich streifen oder -drähte 25, aus denen das Gitter gebildet von der Schirmebene in einer solchen Entfernung be- ist, so gelagert, daß sie die Schlitze 23 überbrücken, findet, daß eine Trennung zwischen dem Metallfilm in die sie eingepaßt und in denen sie strammgezogen auf dem Schirm und den Gitter drähten gewährleistet sind, so daß jegliches Durchhängen der Gitterleiter ist, die dem gewünschten Abstand zwischen Gitter 5 oder -drähte in den Raum zwischen den beiden Isolier- und Schirm entspricht. Bei den meisten Röhrentypen stäben 21 beseitigt ist. Wenn die Drähte oder Leiter beträgt dieser Abstand nur einen Bruchteil eines in einer solchen Lage gehalten sind, werden sie fest Zolls (im allgemeinen bildet etwa die fünffache Breite verankert.

einer Folge von phosphorüberzogenen Streifen einen Für diesen Zweck können verschiedene Maßnahmen

vollständigen Farbenzyklus). 10 angewendet werden, aber bei der Anordnung, die in

Um einen möglichst geringen Verlust bei der Her- den Fig. 2 und 3 beispielsweise gezeigt worden ist, stellung durch Bruch der Glasstäbe od. dgl. zu er- wird, wenn die Leiter oder Drähte so gespannt sind halten, ist es, wenn die fertig vorbereitete Röhre aus- und in einer straffen Lage zur Wahrung des Abgebacken wird, erwünscht, daß das Glas, aus dem die stands S zwischen dem Gitterglied und der Schirm-Stäbe 21 geformt sind, einen Ausdehnungskoeffizien- 15 fläche gehalten werden, ein geeignetes Glas-Metallten hat, der gleich oder im wesentlichen gleich dem Verbindungsverfahren angewendet, um die straffen der transparenten Schirmplatte 15 ist, so daß keine Leiter oder Drähte dauernd in den Aussparungen zu unterschiedliche Ausdehnung auftritt, die einen Bruch befestigen. Die Leichtigkeit des Spannens ist daraus des Stabes infolge der Hitze verursachen könnte, der ersichtlich, daß der Drahtdurchmesser nur in der die Röhre beim Prozeß des Ausbackens angesetzt 20 Größenordnung von 0,08 mm liegt, so daß das Drahtwird. Wenn diese Voraussetzungen gegeben sind, so gewicht völlig unerheblich ist; infolgedessen ist ein ist es möglich, die Glasstäbe 21 und die Schirmplatte Versiegeln der Drähte in den Nuten 23 ausreichend, 15 zu einem einheitlichen Körper zu verschmelzen, sie in ihrer Lage zu halten und das Schwanken zu' vernachdem die Glasstäbe 21 in dem genauen gegenseiti- hindern. Es ist auch möglich, die Gitterdrähte in gen Abstand und parallel ausgerichtet sind, so daß die 25 den Nuten durch verschiedene Arten von Zement leitenden Teile 25 des Gitters, wenn sie zwischen den zu befestigen, von denen eine, die unter der BeStäben gespannt und in den geformten Schlitzen zeichnung »Sauereisen« bekannt ist, durchaus geuntergebracht sind, die sich genau parallel zu den eignet ist.

Kanten der Phosphorstreifen erstrecken. Es können Wenn die Drähte oder Leiter 25 in den Abstand-

auch andere Befestigungsmethoden angewendet wer- 30 stäben 21 so angesiegelt oder angeklebt sind, werden den, z. B. unter Verwendung von Kaliumsilicat oder die Drähte abwechselnd miteinander verbunden, wenn Schmelzglas, um nur zwei Verbindungsmittel zu gewünscht wird, daß das Gitter in der Weise arbeitet, nennen. daß es in einer Röhre zur mehrfarbigen oder ein-

Für manche Arbeitsbedingungen und insbesondere farbigen Bildwiedergabe benutzt werden kann. Der bei Gebrauch sogenannten fotografischen Glases 35 eine Satz Drähte wird an einem Sammelleiter 27 und können die Ausdehnungskoeffizienten der Glasstäbe21 der andere an einem ähnlichen Sammelleiter 28 be- und der transparenten Schirmplatte 15 nicht genau festigt, und zwar an entgegengesetzten Enden der übereinstimmen. Unter diesen Umständen ist es er- Drähte. Die Enden der Drähte jedes Satzes, die nicht wünscht, eine abgestufte Verbindung zwischen den mit einem Sammelleiter verbunden sind, können dann, beiden Komponenten vorzusehen, um die inneren 40 wie besonders in Fig. 2 dargestellt, dicht an den Ab-Spannungen zu verteilen und ein Brechen infolge von Standsstäben abgeschnitten werden. Es können dann Unterschieden in der Ausdehnung der beiden Kompo- geeignete Verbindungen von jedem der Sammelleiter nenten zu vermeiden. Es ist zu beachten, daß bei der 27 und 28 zur Außenseite des Röhrenkolbens geführt Herstellung einer solchen abgestuften Verbindung und werden, wie dies bei 29 gezeigt ist; hierbei gehen die der Auswahl der Abstufung zwischen dem stabförmi- 45 Verbindungen durch eine in irgendeiner gewünschten gen Teil an sich und dem durchsichtigen Träger dafür Weise hergestellte Schmelzstelle in der Röhrengesorgt werden muß, daß ein genau bestimmter Raum wandung hindurch, oder sie führen zu einer Knopfzur Aufnahme der Verbindung vorhanden ist, damit verbindung innerhalb der Röhre, an deren entgegendie erwünschte Trennung zwischen den Gitterleitern gesetzter Seite eine Kappe befestigt sein kann, um und dem Metallfilm auf dem Phosphorüberzug der 5o eine Verbindung zu einem äußeren Stromkreis 29, 30 Schirmplatte gewährleistet ist. herzustellen.

Es ist natürlich einzusehen, daß an Stelle der Ver- Wenn auch in den Fig. 2, 3 oder 4 der besseren

wendung abgestufter Verbindungen der Ausdehnungs- Anschaulichkeit halber nicht gezeigt ist, daß die koeffizient der Glasschirmfläche 15 demjenigen der Sammelleiter 27, 28 von dem Schirmglied selbst ge-Gittertragstäbe, z. B. der Stäbe aus fotografischem 55 tragen werden können, so ist doch eine Ausbildung Glas, entsprechend angepaßt werden kann. Ände- solcher Art gewöhnlich vorzuziehen. Die Anordnung rungen des Ausdehnungskoeffizienten des Glas- ist allgemein so, daß die Drähte oder Leiter, aus materials, aus dem der Schirm hergestellt ist, können denen das Gitter gebildet ist, von sich aus nicht geleicht bei der Glasherstellung herbeigeführt werden; nügend starr sind, um die Sammelleiter zu tragen, so jedoch ist es im allgemeinen eine größere Schwierig- 60 daß, allgemein gesprochen, solche Sammelleiter auf keit, den Ausdehnungskoeffizienten der Stäbe ent- irgendeine gewünschte Art an der Fläche des Schirms sprechend demjenigen des Schirms zu verändern. auf ähnliche Weise befestigt werden können, wie es in Jedenfalls ist das Problem der verschiedenen Ausdeh- Fig. 6 gezeigt ist. Für diese Art der Konstruktion nungskoeffizienten der Stäbe und der Schirmfläche können verschiedene Verbinderarten zum Zusammennicht kritisch. 65 halten der beiden Elemente angewendet werden, doch

Zwecks Veranschaulichung des Zwischenraums würde eine Form, welche geeignet ist, während des zwischen den Gitterleitern und dem Metallfilm 24 der Ausbackens genügend Bewegungsmöglichkeit zuzumit Phosphor überzogenen Schirmplatte zeigt Fig. 5 lassen, um die unterschiedlichen Ausdehnungen des das Maß S, das über die gesamte Länge der Gitter- Glases und des Sammelleiters zu kompensieren, die leiter genau einzuhalten ist. Hierzu sind die Leiter- 70 geeignetste sein.

1 Oil

Es können verschiedene Arten von Trägern für das Befestigen des gesamten Rahmenwerkes aus dem transparenten, mit Phosphor überzogenen Schirm und den von ihm getragenen Gitterdrahttragstäben und den Gitterdrähten selbst angewendet werden. Diese besondere Konstruktion an sich bildet keinen Teil der vorliegenden Erfindung und ist daher nur schematisch durch Tragarme 31 und 32 (Fig. 4) angedeutet, welche die Form von Rippen haben können. VVo diese Teile aus Metall bestehen und der kegelstumpfförmige Teil 13 des Kolbens 12 auch aus Metall besteht, können sie in geeigneter Weise an die innere Wand der Röhre angeschweißt und dann mit Hilfe eines üblichen oder beliebigen Glas-Metall-Verbindungsmittels, das die richtige und gewünschte Ausdehnung gestattet, an der transparenten Schirmplatte befestigt sein. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Glasschirm mit einem Metallrahmen umgeben und dann die Verbindung zu dem Rahmen hergestellt sein. Wenn die Röhre vollständig aus Glas besteht, sind die -Tragstäbe oder -rippen 31, 32 üblicherweise auch aus Glas hergestellt, das den gleichen oder annähernd den gleichen Ausdehnungskoeffizienten wie der Schirm hat. Die Anordnung kann angeschmolzen werden, um die Röhrenwandung und die Schirmplatte zu verbinden.

Bei einer abgewandelten Form der Erfindung wird es häufig erwünscht sein, die Abstandsstäbe 21 mit den eingeschnittenen Rillen oder Nuten nur als Gabel oder Sattel zu benutzen, in welche die Gitterleiter eingelegt und angeordnet werden. Dann wird vorzugsweise durch Anschmelzen oder anderweitiges Befestigen auf der Oberfläche der Grundplatte ein Stab befestigt, zu welchem eine leitende Verbindung hergestellt wird. Diese Stäbe sind in Fig. 6 als Metallstäbe 33, 35 angegeben, die an der äußeren Kante der transparenten Schirmplatte 15 durch irgendein geeignetes Glas-Metall-Verbindungsmittel befestigt sind. Solche Metallstäbe können in Armen oder in einer anderen geeigneten Weise gehalten werden, um eine Ausdehnung und Zusammenziehung zuzulassen, sofern sie gegenüber der Grundfläche verschiedene Ausdehnungseigenschaften aufweisen. Um solche Stäbe zu benutzen, werden die Gitterdrähte so angeordnet, daß abwechselnde Drähte den Leiter 33 und andere abwechselnde Drähte den Leiter 35 überlappen, und in dieser Lage werden die Drähte in geeigneter Weise angeschweißt oder anderweitig dauernd verbunden. Diese Art von Dauerverbindung gewährleistet erstens einen guten elektrischen Kontakt zwischen den Drähten des Gitters und dem Leiter und zweitens eine dauerhafte Lage der Gitterdrähte in straffgespanntem Zustand und genauem Abstand zur Schirmebene.

Es ist ersichtlich, daß bei der Ausführungsform, bei welcher die Leiter oder Drähte 25 an den Sammelleitern gemäß Fig. 6 angreifen, die beiden leitenden Teile 33^ und 35, die sich außerhalb der Tragstäbe 21 befinden, so angeordnet sind, daß die Leiter oder Drähte 25, wenn sie gebogen werden, um diese zu berühren, etwas verschiedene Winkel zu der Leiterebene im Bereich zwischen den Tragstäben 21 bilden. Damit keine Möglichkeit besteht, daß die Leiter oder Drähte 25, welche an den äußeren Sammelleitern 33 befestigt sind, die Sammelleiter 35 berühren, die dichter an den Tragstäben liegen, kann es häufig erwünscht sein, den inneren Teil 35 mit einem Ouerschnittsdurchmesser, der etwas kleiner ist als der des äußeren Teils 33, herzustellen. Auf diese Weise können diejenigen Leiter in dem Gitter, welche sich zu dem äußeren Teil erstrecken, oberhalb des näher an den gläsernen Tragstäben 21 liegenden Sammelleiters gehalten werden.

Durch abwechselndes Anschließen der GitterdrEhte an die getrennten Leiter 33 und 35 können Anord" nungen geschaffen werden, durch welche verschiedene; Potentiale gegenüber dem Schirm an abwechselnde Leiter des Gitters .gelegt werden können, um in ttetf Röhre einen Farbwechsel der schon beschriebenen t%t hervorzubringen, wenn die Röhre im Betrieb ist. "' I

Bei einer abgewandelten Ausführungsform die ini Fig. 7 wiedergegeben ist, können die Leiterstäbe 33 und 35 durch einen Isolierstab 39 ersetzt werden, Vorzugsweise in Gestalt eines Glasteils, der an, ,ι die Schirmplatte 15 angeschmolzen oder auf änWeVe Weise daran befestigt ist. Der Glasstab 39 enthält einen sich über seine ganze Länge erstreckenden und genau in ihm gehaltenen leitenden Teil 41. Diesel· leitende Teil steht an einer Stelle der Oberfläche deß Glasstabes 39 etwas über die Peripherie nach a,u$eti vor, um so die Herstellung einer geeigneten Schweißoder Hartlötverbindung zwischen dem Leiter 25 des Gitters und dem Leiter 41 zu ermöglichen. Eine S(Jl^e Verbindungsart ist bekannt, so daß sich eine ins eftir zelne gehende Beschreibung erübrigt. Es genügt, dai+ auf hinzuweisen, daß bei einer solchen Anordnung d^jf leitende Teil 41 in beliebiger Weise an einen äußeren¹ Stromkreis angeschlossen werden kann, wodurch die mit der vorstehend beschriebenen Anordnung erreichbaren Ergebnisse erzielt werden.

Claims

Patentanspp.lche:

1. Kathodenstrahlröhre mit einem vor dem Leuchtschirm angeordneten Gitter aus einer Viel- -zahl- paralleler Drähte, die abwechselnd miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte von Isolierstäben (21), die senkrecht zu den Drähten (23, 25) verlaufen und am Rand der vom Kathodenstrahl abgetasteten Rasterfläche auf einer mit einer Leuchtschicht (24) belegten durchsichtigen Trägerplatte (15) angeordnet sind, im Abstand von dem Leuchtschirm gehalten werden und entweder an den, ajmjit der Platte fest verbundenen Isolierstäben (2¹Jl) oder an weiter außen parallel zu den Isolierstäben angeordneten und mit der Platte fest verbundenen leitenden Stäben (33, 35) verankert sind, so daß die Platte die Zugkräfte der Drähte aufnimmt.

2. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Draht in den beiden Isolierstäben (21) durch Einschließen festgehalten ist.

3. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Paar von leitenden Teilen (33, 35), die außerhalb der Rasterfläche und in der Nähe der Kanten der Trägerplatte (15) angeordnet sind und die auf der Trägerplatte (15) neben jedem Isolierstab (21) in verschiedenen Abständen von diesem so gehalten werden, daß die Drähte, die sich zwischen dem Isolierstab und den leitenden Teilen erstrecken, abwechselnd verschiedene Winkel sowohl gegenüber der Ebene der parallel zwischen den Isolierstäben gespannten Drähte als auch der Ebene der Trägerplatte bildest' wobei also jeder Drahtträger zusätzlich zu eidfetn isolierenden Teil zwei sich in Längsrichtung au ihm erstreckende elektrische Leiter (33, 35) Uff faßt, an welche die Drähte abwechselnd ai%e schlossen sind. ' '

1 Oil 918

4. Kathodenstrahlröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Isolierstab (21) von einem benachbarten Stab (21) um einen Abstand entfernt ist, der mindestens gleich einer Dimension eines Rasters ist, das bei einem Abtastvorgang auf der Schirmfläche bestrichen wird, und daß die Drähte (23, 25) voneinander um mindestens eine Dimension einer Elementarfläche entfernt sind, die auf dem Schirm aufgelöst werden soll.

5. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierstäbe einen etwa kalottenförmigen Querschnitt aufweisen und mit dem ebenen Teil der Kalotte auf der Trägerplatte befestigt sind.

6. Kathodenstrahlröhre nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterdrähte (23, 25) in den Schlitzen der Isolierstäbe (21) unter einer Zugspannung gehalten sind, die ausreichend ist, um das Durchhängen zwischen den Isolier-

stäben zu verhindern, so daß sie parallel zueinander straff gespannt sind.

7. Verfahren zum Zusammenbau eines gitterähnlichen Aufbaues mit dem Leuchtschirm einer Kathodenstrahlröhre nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterdrähte auf gläsernen Tragelementen gespannt und durch Schlitze in dem Glas gezogen werden, daß die Drähte in zwei Gruppen eingeteilt und alle Drähte beider Gruppen je unter sich verbunden werden und daß die gläsernen Tragelemente, vorzugsweise direkt mit ihren Oberflächen, auf der Trägerplatte des Leuchtschirms befestigt werden.

In Betracht gezogene Druckschriften:

Deutsche Patentschrift Nr. 820 614;
USA.-Patentschriften Nr. 1 937 202, 2 568 448;
Proc. of the I. R. E., Oktober 1951, S. 1242, Fig. 2.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen