DE7441864U - Toroidartiges Satteljoch - Google Patents

Description

Die Neuerung bezieht sich auf ein magnetisches Ablenkjoch für eine Kathodenstrahlröhre und insbesondere auf ein sattelartiges Joch, das direkt auf den Jochkern gewickelt ist.

Ablenkjoche für Kathodenstrahlröhren haben im allgemeinen einen toroid- oder sattelartigen Aufbau. Toroidjoche werden gewöhnlich dadurch gebildet, daß eine Anzahl Leiterwindungen auf eine Hülse oder einen Toroid in einer Richtung parallel zur Toroidachse gewickelt wird, wodurch eine Schicht von Leitern auf der innenseitigen Oberfläche und eine entsprechende Schicht auf der außen seitigen Oberfläche des Toroids entsteht. Sattelwicklungen, die Wegen der sattelähnlichen Konfiguration der Wicklung so genannt

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werden, werden durch eine relativ komplexe Maschine zu einer etwa sattelförmigen Spule geformt, die zahlreiche, zufällig angeordnete Windungen eines Leiters umfaßt. Die Spule wird dann manuell oder mechanisch in die endgültige Sattelkonfiguration gepreßt.

Das Toroidjoch hat gewisse Vorteile gegenüber einem sattelartigen Joch. Da beispielsweise der Toroid direkt in seine endgültige Position auf einem Kern gewickelt wird, ist er billiger und einfacher zu wickeln und jede Windung einer Wicklung kann genau angeordnet werden, indem von einem festgelegten Punkt auf dem einen Ende des Toroids zu einem entsprechenden Punkt auf dem gegenüberliegenden Ende gewickelt wird. Die genaue Anordnung der einzelnen Windungen bedeutet, daß die Steuerung des Aufprallpunktes oder der endgültigen Rasterposition eines Elektronenstrahls einfacher ausgeführt werden kann, ohne daß eine aufwendige Treiberschaltung erforderlich ist, um geometrische Fehler des Elektronenstrahls zu korrigieren, die durch eine ungenaue Wicklungsanordnung hervorgerufen werden. Darüber hinaus bedeutet die genaue Anordnung von jeder Windung, daß eine kleinere Windungszahl erforderlich ist, d.h. da jede Windung präzise angeordnet ist, kann sie eine größere Wirkung auf die Elektronenstrahlen ausüben. Dies wird gelegentlich so ausgedrückt, daß jeder Windung ein größeres "magnetisches Gewicht" gegeben wird. Weniger Winduncfen haben eine kleinere Impedanz zur Folge, so daß ein Toroidjoch ideal für Halbleiter-Treiberschaltungen ist, die üblicherweise eine kleine Ausgangs~ impedanz aufweisen.

Andererseits bildet das toroidförmige Joch ein verlängertes Feld mit größerer Amplitude als das Satteljoch und ein Feld im Jochbereich mit kleinerer Amplitude als dasjenige des Satteljochs. Das bedeutet, daß für die gleiche Kerngröße die Flußdichte in einem Toroidjoch im verlängerten Feld größer und im Jochbereich kleiner ist als die Flußdichte in einem Satteljoeh. Diese größere Flußdichte an der Rückseite des toroidförmigen Jochs macht es erfor-

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derlich, daß die Elektronenstrahlablenkung nahe der Rückseite des toroidförmigen Jochs größer ist als nahe der Rückseite des Satteljochs, um die gleiche endgültige abgelenkte Strahlaufprallposition zu erreichen. Bei Anwendungsfällen, bei denen eine Strahlablenkung von nicht mehr als 70 bis 90 erforderlich ist, kann eine frühe große Ablenkung des Strahles toleriert werden. Bei Weitwinkel-Kathodenstrahlröhren kann jedoch eine Strahlablenkung von Winkeln größer als 100 erforderlich sein. Bei diesen größeren Winkeln beginnt eine Erscheinung aufzutreten, die üblicherweise als "Halsschatten" bezeichnet wird. Der Halsschatten \ ist das Ergebnis der Strahlablenkung unter einem großen Winkel an einem derartig frühen Punkt im Strahlengang, daß er den Hals der Kathodenstrahlröhre schneidet und dadurch daran gehindert wird, den Bildschirm zu erreichen. Bei einem toroidförmigen Joch kann das Halss~hattenproblem dadurch überwunden werden, daß die rückwär tige Ausdehnung des Kernsverkürzt wird, so daß das hintere verlängerte Feld in der Röhre nach vorne verschoben wird. Um jedoch die gleiche Ablenkung mit einem kürzeren Kern zu erreichen, muß der Treiberstrom beträchtlich größer gemacht werden, um eine höhere Feldintensität zu erhalten, 'die einen Verlust im Wirkungsgrad zur Folge hat.

Die sattelartige Wicklung ist vorteilhaft, da sie ein Mittel zur Minimierung des Halsschattenproblems darstellt. In einer sattelartigen Wicklung ist die Flußdichte in einem kleineren Volumen konzentriert und infolgedessen beginnt eine Strahlablenkung an einer weiter vorne liegenden Stelle in der Röhre, wodurch ein weiterer Ablenkungswinkel mit einer gegebenen Kernlänge gestattet wird, als es mit der gleichen Kernlänge in einem Toroidjoch möglich iat. !Zusätzlich haben sattelartige Wicklungen aufgrund der konzentrierteren Flußdichte die Neigung, empfindlicher zu sein als toroidförmige Wicklungen für äquivalente Ablenkungswinkel.

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Sattelartige Wicklungen erfordern jedoch komplexes Windungs-
und Pormgebungsgerät mit zugehörigen erhöhten Fertigungskosten.
Da die Wicklungen ohne einen Kern gewickelt und später geformt
werden, ist darüber hinaus die Position der einzelnen Windungen
nur zufällig definiert, so daß die Wicklungen aus zahlreichen
Windungen gebildet werden müssen, wobei jede ein relativ kleines
"magnetisches Gewicht" hat. Zahlreiche Windungen wiederum ergeben Sattelwicklungen mit hoher Impedanz, die für eine Ablenkungsschaltung niedriger Impedanz im allgemeinen ungeeignet ist.

Eine der Neuerung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin,
für eine Kathodenstrahlröhre ein magnetisches Ablenkjoch zu

schaffen, das die Eigenschaften einer kleinen Impedanz und einer ^

genauen Wicklungsanordnung eines toroidförmigen Jochs und die ||

hohe Empfindlichkeit eines sattelförmig gewickelten Jochs auf- ff

weist. ja?

Gemäß der Neuerung wird ein magnetisches Ablenkjoch für eine

Kathodenstrahlröhre geschaffen, die insbesondere für eine Verse maß
wendung beim Farbfernsehen geeignet ist. Das JochI der Neuerung

wird mechanisch als ein sattelartiges Wicklungsjoch geformt,

das aber die magnetischen Eigenschaften eines toroidartigen |

Wicklungsjochs aufweist. Das Joch weist einenrallgemeinen röhren- f

förmigen Jochkern, der über einen Abschnitt der Kathodenstrahl- |

röhre paßt, und eine oder mehrere Wicklungen auf, d^e jeweils f

einen Satz von Leiterlängen bilden, die jeweils ein "internes" |

Leitersegment und ein elektrisch damit zusammenhängendes und |

einen Wickelkopf bildendes "externes" Leitersegment umfassen. ■· |

Die inneren Leitersegmente sind auf der inneren rohrförmigen |

Wandfläche des Kerns angeordnet und erstrecken sich entlang dieser 1

Wandfläche im allgemeinen in der axialen Richtung des Kernes. |

Die Anordnung ist so, daß die inneren LeiterSegmente, wenn sie |

an dem einen oder anderen Mund der den Kern bildenden Röhre aus- |

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treten, sich elektrisch als äußere Leitersegmente fortsetzen, die auf einer äußeren Oberfläche des Kerns angeordnet sind, und diese äußeren Leitersegmente setzen sich elektrisch als wieder eintretende innere Leitersegmente fort. Ein derartiger Kern ist neuerungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt von jeder Leiterlänge in einem einer Vielzahl von in dem Kern ausgebildeten Schlitzen sitzt, wobei dieser sich in seinem Sitz befindliche Abschnitt der Leiterlänge an beiden Seitenwänden seines Schlitzes angreift. Vorteilhafterweise wird ein einzelner zusammenhängender Leiter verwendet, und vorzugsweise greifen seine in dem Schlitz sitzenden Abschnitte auch am Boden des Schlitzes an. Ferner bildet jeder Schlitz einen Sitz für genau einen Abschnitt von einer einzelnen Leiterlänge.

Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Neuerung sind die Schlitze als zwei Sätze vorgesehen, wobei jeder Satz nach Art eines Außenzahnradzahnes ausgebildet ist. Die "Zahnradzähne¹¹ jedes Satzes sind auf der äußeren Oberfläche eines entsprechenden Endabschnittes des Kernes ausgebildet, wobei der Endabschnitt innen einen Mund der den Kern bildenden Röhre enthält. Vorzugsweise sind einem externen Leitersegment zwei im Schlitz sitzende Abschnitte gegeben, wobei jeder in einem getrennten Schlitz von einem und demselben Endabschnitt des Kernes sitzt: Die zwei im Sitz befindlichen Abschnitte sind elektrisch zusammenhängend mit einem verbindenden Abschnitt ihres externen Leitersegmentes, wobei dieser verbindende Abschnitt in axialer Richtung auf eine äußere Oberfläche des Kernes zurückgefaltet ist. Die die Nut bzvr. den Schlitz definierenden "Zahnradaähne" sind vorzugsweise auf Ringen ausgebildet, die auf den Hauptkernteil an dessen Endabsehnitten passen.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Neuerung sind die Schlitze als innere Rillen ausgebildet, die radial in die innere Röhrenwand hineinführen. Die Rillen verlaufen in axialer Rich-

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tung entlang der inneren Röhrenwand und bilden einen Sitz für innere (anstatt äußere) Leitersegmente.

Mit der Neuerung ist insbesondere der Vorteil erzielbar, daß in einem einzelnen magnetischen Ablenkungsjoch die hohe Empfindlichkeit eines sattelartigen Jochs und die !deine Impedanz: und die genaue Wicklungsanordnung eines toroidförmigen Jochs vereinigt sind. Das magnetische Ablenkungsjoch kann Elektronenstrahlen in einer Weitwinkel-Kathodenstrahlröhre ohne Erzeugung von Halsschatten ablenken und konzentriert magnetischen Fluß in einem relativ kleinen Volumen.

Die Neuerung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Figur 1 zeigt im Schnitt ein Ausführungsbeispiel der Neuerung bei Anwendung auf eine Kathodenstrahlröhre.

Figur 2 ist eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene Ansicht des Ablenkungsjochs gemäß Figur 1.

Figur 3 ist eine perspektivische, teilweise aufgeschnittene O Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels des in Figur 2 gezeigten Ablenkungs jochs.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Neuerung in einer Anwendung auf eine Farbfernseh-Bildröhre 10. Die Kathodenstrahlröhre Io wei_.st einen Halsabschnitt 12 auf, und eine Basis 14 enthält eine Elektronenkanonenanordnung (nicht gezeigt) innerhalb des Halsabschnittes, die wenigstens einen von der Basis weggerichteten Elektronenstrahl erzeugt. Den Halsabschnitt umgibt ein magnetisches Ablenkungsjoch 16.

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Figur 2 ist eine perspektivische Ansicht des Ablenkungsjochs 16 gemäß Figur 1, das zur Beschreibung der Neuerung vereinfacht ist. Ein hohler Jochkern 18 aus geeignetem magnetischem Material,wie beispielsweise ein magnetisch weicher Ferrit des Typs, der von E.G. Snelling in Ferrites for Linear Applications, I-Properties, IEEK Spectrum, Januar 1972, Seiten 42 - 51, beschrieben ist, ist in der Form eines Zylinders mit einem sich nach außen erweiternden Ende hergestellt, der um den Halsabschnitt 12 der Röhre 10 herum paßt und sich über einen Teil davon erstreckt. Ein erster Isolierring 20 ist an dem sich nach außen erweiternden Ende des Kernes 18 befestigt, was beispielsweise durch eine Preßpassung oder durch Verwendung eines Klebemittels, wie beispielsweise Leim, geschehen kann. In dem Isolierring 20 ist eine Vielzahl von Schlitzen bzw. Nuten 22 ausgebildet. Ein zweiter Isolierring 24 ist an dem entgegengesetzten Ende des Kerns 18 in der gleichen Weise befestigt, und auch in diesem ist eine Vielzahl von Schlitzen bzw. Nuten 26 ausgebildet. Die Nuten 22 und 26 verlaufen im wesentlichen vollständig um den gesamten Umfang der Ringe 20 bzw, 24 herum.

Normalerweise sind in dem Ablenkungs joch 16 auf dem Hals der Röhre zwei Wicklungen einander diametral gegenüberliegend für die horizontale Ablenkung, deren Mittelpunkte auf einer vertikalen Achse liegen, und zwei Wicklungen einander diametral gegenüberliegendfür die vertikale Ablenkung angeordnet, deren Mittelpunkteauf einer horizontalen Achse liegen. Andere Wicklungen, wie beispielsweise Quadripol-Wicklungen können um den Kern herum verteilt sein. Aus Gründen der Klarheit sind nur die oberen und unteren Horizontalwicklungen 28 bzw. 30 und die rechten und linken Vertikalwicklungen 32 bzw. 34 gezeigt. Zwar ist jede dieser Wicklungen nur mit drei Windungen dargestellt, aber dem Fachmann ist klar, daß jede der Wicklungen viele Windungen aufweisen kann.

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Da jede Wicklung im wesentlichen in der gleichen Weise angeordnet und aufgebaut ist, wird auf die Vertikalwicklung 32 als Beispiel für die Wicklungen in dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur Bezug genommen. Die Wicklung 32 enthält im wesentlichen parallele interne Segmente oder Seitenleiter 38 und externe Rückführungssegmente oder Endwindungen bzw. Wickelköpfe 4O und 42. Ein internes Segment und das unmittelbar folgende externe Segment werden im folgenden zusammen als eine "Leiterlänge" betrachtet. Der Begriff "Endwindungen" bezieht sich auf alle diejenigen Abschnitte der Wicklungen, die nicht zu den parallelen Segmeinten auf dem innenseitigen Kern 18 gehören. Die Segmente 38 werden dadurch in dem Kern 18 angeordnet, daß die Leiter zwischen entsprechenden Nuten bzw. Schützen 26 und 22 straff gespannt werden. Teile der äußeren Leitersegmente sitzen somit in den Nuten bzw. Schlitzen, und die im Sitz befindlichen Abschnitte greifen sowohl an den Seitenwänden der Nut als auch an der Nutenbodenwand an. Die Endwindungen bzw. Wickelköpfe 40 und 42 gehen von

dann

den Segmenten 38 in radialer Richtung aus und werden IHber die außenseitige Oberfläche des Kerns 18 gebogen oder zurückgeführt. Die Endwindungen 40 und 42 sind in der Form von Bögen hergestellt, die von ausgewählten Schlitzen nach ausgewählten Schützen der Ringe 20 bzw. 24 verlaufen. Da die Überkreuzungen der Endwindungen charakteristisch für eine sattelartige Wicklung sind und an einer Stelle innen vom Spulenende hergestellt werden, ist der damit verbundene Fluß weit weniger wirksam bei der Verzeichnung des Elektronenstrahls. Auf Wunsch können die Endwin-—< düngen 40 und 42 jedoch auch als konventionelle sattelartige Wicklungen geformt sein, d.h. an den Enden der radialen Verlängerungen von den Segmenten 38 ohne Biegung oder Verlegung der Endwindungen über die Außenfläche des Kernes 18, da die Anordnung der Segmente 38 wichtiger ist zum Erreichen der Vorteile eines toroidförmigen Joches in einem sattelförmig gewickelten Joch.

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Durch Verspannen der Segmente 33 zwischen entsprechenden Schlitzen in den Ringen 20 und 24 wird eine genaue Anordnung der Segmente erleichtert. Ein derartiger Genauigkeitsgrad bei der Ausbildung einer derartigen Anordnung ist bisher in konventionellen sattelförmig gewickelten Jochen nicht erreichbar gewesen. Da jede Windung einer Wicklung auf dem innenseitigen Kern 18 genau angeordnet ist, kann jeder Windung ein relativ hohes "magnetisches Gewicht" zugeordnet werden, wie es für Toroidjoche üblich ist. Demzufolge ist nur eine kleine Windungszahl erforderlich, die zu einem sattelförmig gewickelten Joch mit !deiner Impedanz führt. Darüber hinaus gestattet die präzise Anordnung jeder Windung eine bessere Steuerung der endgültigen Strahlaufprallposition, ein Merkmal von äußerster Bedeutung bei Farbfernseh-Bildröhren mit mehreren Kanonen. Auf Wunsch können auch eine oder mehrere zusätzliche Schichten von Leiterlängen über der in Figur 2 gezeigten einzigen Schicht angeordnet sein. In einem solchen Fall greifen die in ihrem Schlitzsitz befindlichen Leiterabschnitte der zusätzlichen Schicht(en) ebenfalls an beiden Seitenwänden der entsprechenden Schlitze an.

Auch wenn die Ringe 20 und 24 zweckmäßigerweise mit einer Vielzahl von Schlitzen 22 und 26 versehen und an entsprechenden Enden des Kerns 18 befestigt werden, können die Nuten oder Schlitze alternativ auch direkt in dem Kern an jedem Ende ausgebildet werden. Darüber hinaus kann, wie in Figur 3 gezeigt ist, der Kern 18 mit rillenartigen Nuten oder Schlitzen 36 hergestellt werden, die auf der innenseitigen Kernoberfläche ausgebildet werden. In dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 kann jede Windung einer Wicklung so angeordnet werden, daß die erste Wir.dungs schicht und möglicherweise auch die zweiten und dritten Schichten in die Schlitze bzw, Rillen 36 fallen, wodurch deren genaue Anordnung sichergestellt ist. Wiederum greifen die Leiter an beiden Nutseitenwänden an.

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-10-ί < \ Durch die Ausbildung der sattelartigen Wicklung direkt auf einem Kern wird die Jochkonstruktionszeit verkürzt, da die Anzahl der Schritte in dem Konstruktionsprozeß verkleinert wird. Beispielsweise erfordert die typische Konstruktion einer sattelartigen Wicklung, die gegenwärtig von der Farbfernseh-Industrie verwendet wird, daß zunächst ein Wicklungsvorgang erfolgt. Daran schließt sich ein Lackieren und Brennen der Wicklung an, woraufhin eine Formgebung der Wicklung folgt. Schließlich wird eine Montage durchgeführt, in der die Wicklungen an einer Halterung befestigt werden und ein zweiteiliger Kern wird um die Wicklungen herum angeordnet und daran durch eine weitere Halterung befestigt. Gemäß der Neuerung wird das Joch in diesen fertigen Zustand durch den einzigen Arbeitsgang gebracht, daß die Spule direkt auf einen Kern gewickelt wird, woraus eine beträchtliche Zeitersparnis resultiert. Der Montagevorgang und ebenso der Formgebungsschritt werden vollständig vermieden, da diese Arbeitsgänge im wesentlichen automatisch als Teil des Jochherstellungsprozesses erledigt werden, während das Erfordernis^;\für eine Lackierung und ein Brennen der Wicklungen reduziert ist aufgrund der minimalen Handhabung, die für die Wicklung erforderlich ist.

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Claims (9)

Ansprüche

1. Magnetisches Ablenkungsjoch für eine Kathodenstrahlröhre, insbesondere zur Verwendung für Farbfernsehen, das mechanisch als ein sattelartiges Wicklungsjoch geformt ist, aber trotzdem die magnetischen Eigenschaften eines toroidartigen Wicklungsjoches aufweist, und das einen im allgemeinen röhrenförmigen Jochkern, der über einen Teil der Kathodenstrahlröhre paßt, und eine oder mehrere Wicklungen aufweist, die jeweils einen Satz Leiterlängen umfassen, wobei jede Länge

Ϊ \ ■ ein "internes" Leitersegment und ein elektrisch damit zu-

sammenhängendes und eine Endwindung bildendes "externes" Leitersegment umfaßt und die inneren Leitersegmente auf der inneren röhrenförmigen Wandoberfläche des Kerns angeordnet sind und an dieser Wandoberfläche entlang irn allgemeinen in axialer Richtung des Kernes verlaufen derart, daß sie, wenn sie an dem einen oder anderen Mund der den Kern bildenden Röhre axis treten, sich elektrisch als externe Leitersegmente fortsetzen, die auf einer äußeren Oberfläche des Kernes angeordnet sind und die sich ihrerseits elektrisch als wiedereintretende interne Leitersegmente fortsetzen, dadurch gekennzeichnet , daß ein Abschnitt (38) von jeder Leiterlänge in einem von zahlreichen in dem Kern (18) ^ ausgebildeten Schlitzen (22, 26 ; 36) sitzt und dieser sich

in einem Sitz befindliche Leiterlängenabschnitt an beiden Seitenwänden seines Schlitzes angreift.

2. Ablenkungsjoch nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß die sich in einem Sitz befindlichen Leiterlängenabschnitte (38) auch an entsprechenden Schlitzbodenseiten angreifen.

3. AbIenkungsjoch nach Anspruch l.oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß es durch einen einzigen zu-

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sammenhängenden Leiter gebildet ist.

4. Ablenkungsjoch nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Schlitz einen Sitz für einen Abschnitt von e^ner einzelnen Leiterlänge bildet.

5. Ablenkungsjoch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Wicklung die Schlitze als zwei Sätze ausgebildet sind und jeder derartige Satz nach Art eines Außenzahnradzahnes ausgebildet ist, wobei die Zahnradzähne von jedem Satz auf der äußeren Oberflächa eines entsprechenden Endabschnittes des Kernes ausgebildet sind, dessen Endabschnitt innen einen Mund der den Kern bildenden Röhre enthält.

6. Ablenkungsjoch nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet , daß ein externes Leitersegment (40, 42) zwei in einem Schlitzsitz befindliche Abschnitte aufweist, von denen jeder in einem getrennten Schlitz von einem und demselben Endabschnitt des Kernes (18) sitzt, wobei diese zwei in einem Sitz befindlichen Abschnitte elektrisch zu3ammenhängen mit einem verbindenden Abschnitt ihres äußeren Leiter-Segmentes, und dieser verbindende Anschnitt in axialer Richtung auf eine Außenfläche des Kernes (18) zurückgefaltet ist.

7. Ablenkungsjoch nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Endabschnitte als Ringe (20, 24) ausgebildet sind, die jeweils den Hauptkernteil umgeben und von diesem radial nach außen verlaufen, wobei die die Schlitze (22, 26) bildenden Außenzahnradzahne auf dem Rand des entsprechenden Ringes (20, 24) ausgebildet sind.

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8. Ablenkungsjoch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Ringe (20, 24) nicht einstückig mit dem Hauptkernteil (18) ausgebildet sind, aber mit diesem in Verbindung stehen.

9. Ablenkungs joch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schlitze als innere Rillen (36) ausgebildet sind, die in
radialer Richtung in die innere Röhrenwand hineinführen und in axialer Richtung an der inneren Röhrenwand entlang verlaufen, und daß die Schlitze einen Sitz für innere Leitersegmente bilden.

1O. Ablenkungsjoch nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die inneren Leitersegmente (38) in einem relativ gespannten Zustand befinden.

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