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Spulenanordnung mit Eisenkern für Kathodenstrahlröhren Bei den bekannten
Kathodenstrahlröhren für Oszillographen- und Fernsehzwecke ist die Aufgabe der Konzentration
des Strahlenbüschels und die Aufgabe seiner elektromagnetischen Ablenkung zwei getrennten
Organen zugewiesen.
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Gemäß der Erfindung ist dagegen bei einer Spulenanordnung mit Eisenkern
für Kathodenstrahlröhren, die von einem axialen magnetischen Konzentrationsfeld
und dazu senkrechten magnetischen Ablenkfeldern durchsetzt sind, ein allen Spulen
gemeinsamer axialsymmetrischer Eisenkörper koaxial zurRöhre angeordnet und wenigstens
zum Teil sowohl von den die Konzentration als auch dein die Ablenkung bewirkenden
Feldern durchflossen.
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Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand
der Zeichnung erläutert. In der Abb. i ist mit ia eine kreiszylindrische Sammelspule
bezeichnet, die koaxial zur Röhrenachse liegt, und die in der Abb. i zum Teil aufgeschnitten
dargestellt ist, wobei die Schnittflächen kreuzschraffiert sind. Diese Sammelspule
io wird von einem Eisenzylinder i i umgeben, welcher in der Abb. i ebenfalls zum
Teil aufgeschnitten dargestellt ist. Die Schnittfläche ist ischwarz dargestellt.
Auf dem Eisenzylinder i i befinden sich die Ablenkspulen 1a bis 15, deren Windungsdrähte
parallel zu den Erzeugenden des Kreiszylinders liegen.
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D'se Anordnung nach Abb, i wirkt in der Weise, daß die Spule io mit
Gleichstrom gespeist-wird und infolgedessen durch das Innere der Spule ein Gleichstromfluß
hindurchtritt, der am Austrittsende des Flusses von dem Eisenkörper i i aufgenommen
wird
und diesen Eisenkörper wieder verläßt, um wieder in das Spuleninnere einzutreten.
Dieses Feld dient zur Sammlung der Kathodenstrahlen.
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Die Wirkung der Ablenkspulen 12 biss 15 kann am besten an Hand der
Abb. 2 erkannt werden, in welcher lediglich der Eisenkörper ii in der Richtung der
Röhrenachse gesehen dargestellt ist, die Sammelspule io jedoch fortgelassen wurde.
Die Ablenkspulen 12 bis 15 sind in der Abb. 2, nur durch je eine einzige, Windung
12' bis 15' dargestellt, wobei die Spulen 12' und 1q.' der Bildablenkung bzw. Zeilenserienablenkung
zugeordnet sein mögen und die Spulen 13' und 15' der Zeilenablenkung. Die Spulten
13' und 15' werden von Strömen solcher Richtung durchflossen, daß innerhalb des
Eisenkernes ihre Flüsse entgegengesetzt verlaufen und daher oben und unten aus dem
Eisenkern aus- bzw. wieder in diesen eintreten. Das magnetische Feld für die Zeillenablenkung
hat infolgedessen die Richtung des Doppelpfeiles 16. Für die Spulen i2' und iq.'
gilt entsprechendes, so daß das, Magnetfeld für die Bild-. bzw. Zeilenserienablenkung
die Richtung des Doppelpfeiles 17 besitzt. Da die magnetische Ablenkung stets senkrecht
zu der Richtung des ablenkenden Feldes stattfindet, werden somit bei der Anordnung
gemäß Abb.2 die Zeilen waagerecht geschrieben, und die Bild- bzw. Ze-ilenserienablenkung
geht in senkrechter Richtung vor sich.
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Bei der in Abb. 3 dargestellten Ausführungsform ist die, Sammelspule
wieder mit io bezeichnet und ebenso wie bei Abb. i aufgeschnitten dargestellt. Die
vier Ablenkspulen tragen dieselben Bezugszeichen wie in Abb. i, sind jedoch als
ebene Spulen ausgebildet und auf die Sammelspule io aufgelegt. Diese ganze Spulenkombination
wird von einem -Mantel i8 aus ferromagnetischem Material umgeben, welcher gegebenenfalls
noch, wie es die Abb. 3 auch erkennen läßt, mit ringförmigen Ansätzen i9 an beiden
Spulenenden versehen werden kann, die in einer senkrecht zur Röhrenachse, liegenden
Ebene verlaufen. Die Schnittfläche des. Eisenmantels ig ist .in der Abb. 3 wieder
schwarz dargestellt.
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Die in Abb. q. dargestellte Au.s,führungsform unterscheidet sich von
derjenigen nach Abb. 1 dadurch, daß die Ablenkspulen 12 bis 15 auf ebenen Wicklungskörpern
angebracht werden und dadurch, daß der Eisenmantel zweiteilig ausgeführt ist. Diese
Anordnung erlaubt eine Herstellung der Ablenkspulen mit den üblichen Wicklungsvorrichtungen
und einen bequemen Zusammenbau der fertig gewickelten Ablenkspulen mit dem Eisenkörper
i i und der Sammelspule, die in dieser Abbildung der Einfachheit halber fortgelassen
ist.
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Blei der in Abb. 5 dargestellten Ausführungsform bestreit der Eisenkörper
aus einem eisernen Ring 2o, der vier radiale Fortsätze 2"1 besitzt, auf denen sich
die Ablenkspulen 12 bis 15 befinden. An den radialen Fortsätzen 21 des Ringes 2o
sind fierromagnetische Streben 22 bis 25 angebracht, welche im wesentlichen parallel
zur Rährenachse verlaufen. Innerhalb dieser Streben befindet sich die Sammelspule
so. Die Anordnung nach Abb. 5 arbeitet in der Weise, daß die Streben 22 bis 25 sowohl
den magnetischen Rückschlußweg für den Sammelfluß der Spule io bilden als auch die
Polschuhe für die Ablenkflüsse, welche von den Spulen 12, bis. 15 erzeugt werden.
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Die in Abb. 6 dargestellte Ausführungsform besitzt im Gegensatz zu
derjenigen nach Abb. 5 zwei ferromagnetische Ringe --o' und 20". Die Ablenkspulen
sind auf diesen Ringen derart angeordnet, daß der untere Ring 20' die Spulen 12
und 14 für die eine Ablenkkoordinate trägt und der obere Ring 20" die Spulen 13
und 15 für die andere Ablenkkoordinate.
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Auch die Anordnung nach Abb. 6 arbeitet wieder in der Weise, daß die
ferromagnetischen Streben 22 bis 25 sowohl als magnetischer Rückschlußweg für den
Sammelfluß dienen als auch dazu, die, Polschuhe für die Ablenkflüsse zu bilden.
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Die in Abb. 7 dargestellte Ausführungsform besitzt ebenso wie diejenige
gemäß Abb. 6 zwei Ringe 20' und 2o" und ferner vier Streben 22 bis 25, welche jedoch
in etwas anderer Weise an den Ringen befestigt sind. Auf jeder der vier Streben
ist eine Wicklung 26 bis 30 angebracht, und ferner trägt jeder der beiden
Ringe acht Wicklungen, von denen je zwei übereinander angebracht sind.
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Um den Zweck dieser acht Wicklungen auf jedem der beiden Ringe zu
erläutern, soll auf die Abb. ß Bezug genommen werden. Die Abb. B zeigt zunächst
als Beispiel den Ring 2o', wobei jedoch nur zwei Streben 22 und 2¢ eingezeichnet
sind. Wenn man auf diesem Ring vier Wicklungen anbringt, wie sie mit 3.1 bis 3,¢
bezeichnet sind und durch diese Wicklungen einen Zeilenablenkstrom mit geeigneter
Stromrichtung, in Abb. ä in der üblichen Weise angedeutet, hindurchschickt, so kann
man ein Zei:lenablenkfeld in der Richtung des Pfeiles 35 erzeugen, ebenso wie es
an Hand der Abb. 2 für die Wicklungen 13' und 15' und das Zeilenfeld in der Richtung
des Doppelpfeiles 16 erläutert wurde.
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Da man bei der Anordnung nach Abb. 8 für eine Ablenkrichtung bereits
vier Spulen benötigt, sind für zwei Ablenkrichtungen also im ganzen acht Spulen
auf jedem Ring erforderlich, die bei derAnordnung nach Abb. 7 jedoch paarweise so
zusammengewickelt sind, daß auf einem Ring nur vier Spulenpaare zu liegen scheinen.
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RRezüglich der Wirkungsweise der Anordnung nach Abb. 7 kann also davon
ausgegangen werden, daß die Spulen, welche auf den Ringen liegen, den Ablenkfluß
erzeugen, wobei die Streben 22 bis 2@5 als Polschuhe für den Ablenkfluß dienen.
Die Wicklungen z6 bis 30 für die Erzeugung des Sammelflusses werden mit einem
Gleichstrom solcher Richtung gespeist, daß jede der vier Spulen 26 bis 3o beispielsweise
an ihrer linken Seite den Fluß austreten läßt. Dieser schließt seich durch das Innere
des in Abb. 7 dargestellten, aus Ringen und Streben zusammengesetzten Eisenkörpers,
verläuft also parallel zur Röhrenachse.
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Man kann auch, wie bei der Ausführungsform gemäß Abb. 9 dargestellt,
die acht einzelnen
Ablenkspulen auf jedem Ring nebeneinanderlegen.
Im übrigen arbeitet die Anordnung nach Abb. 9 ebenso wie diejenige nach Abb. 7.
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Jede magnetische Strahlsammeleinrichtung arbeitet nun bekanntlich
in der Weisse, daß die Elektronen innerhalb des sammelnden Feldes. Schraubenlinien
durchlaufen. Aus diesem Grunde empfiehlt es sich, sowohl die Windungsd rähte bei
der Anordnung nach Abb. i, 3 und 4 als auch die Streben bei; der Anordnung nach
Abb. 5 bis 7 und 9: parallel zu den Schraubenlinien oder als Tangenten an die Schraubenlinien
auszubilden. Dies sei an Hand der Abb. io und i i erläutert.
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Die Abb. io zeigt den kreilszylindrischen Eisenkörper i i der Abb.
i, der jedoch aufgeschnitten und in eine Ebene abgewickelt ist. Mit 36 sind einige
Windungen der einen Ablenkspulee bezeichnet, welche schraubenlinienförmig verlaufen.
Die übrigen Ablenkspulen sind in der Abb. io fortgelassen.
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Eine ähnliche zeichnerische Darstellung der in der Abb. 7 und 9@ enthaltenen
S'trebenanordnung, in welcher die Ringe 2o' und 2o" ebenfalls aufgeschnitten und
in die Zeichenebene abgewickelt dargestellt sind, ist in Abb. i i enthalten. Mit
3:7 und 3-8 sind zwei Streben angedeutet, die ebenfalls schraubenlinienförmig verlaufen,
wobei die Erregerwicklungen für den Sammelfluß und ebenso die Wicklungen für dien
Ablenkfluß fortgelassen worden sind.
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Blei einer S'pulenkombination, die gemäß der Erfindung sowohl die
Aufgabe der Strahlsammlung als auch diejenige der Strahlablenkung zu erfüllen hat,
entfernen sich naturgemäß die Kathodenstrahlen bereits innerhalb der Spulenanordnung
von der Röhrenachse, selbst wenn sie genau konzentrisch zur Röhrenachse in die Spulenanordnung
eintreten.
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Es empfiehlt sich daher, diesen größeren Abstand der Kathodenstrahlbahnen
von der Röhrenachse beim Austritt aus der Spulenanordnung dadurch zu berücksichtigen,
daß der Durchmesser der Sammelspule io in Abb. i, 3, 5 und 6 bzw. der Achsenabstand
der Streben 22 bis 25 in der Laufrichtung der Kathodenstrahlen hin zunimmt. Dies
sei für die entsprechende Sammelsipulenform nur an Hand der Abb. 12 angedeutet,
in welcher die Sammelspule mit 39 bezeichnet ist, wenn die Kathodenstrahlen im Sinne
des Pfeiles 4o verlaufen. Die entsprechende Ausbildung für die, Streben ist in Abb.
13 veranschaulicht, in der die Ringe, diesmal im Schnitt, wieder mit 2ö und 20"
bezeichnet sind und drei nicht mehr parallel zur Achse laufende Streben mit 2.2'
biss 2q4