DEV0007497MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY
Tag der Anmeldung: 9. Juli 1954 Bekanntgemacht am 2. August 1956Registration date: July 9, 1954. Advertised on August 2, 1956
DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE
Die Erfindung betrifft ein elektromagnetisches Ablenksystem für Kathodenstrahlröhren, das zumindest ein Paar Sp ir al wicklungen enthält. Die Anwendungsgebiete sind die Oszilloskopie, Oszillo graphie und Aufnahme oder Wiedergabe von Fernsehbildern.The invention relates to an electromagnetic deflection system for cathode ray tubes, which at least Contains a pair of spiral windings. The areas of application are the oscilloscope, oscillo graphics and recording or reproduction of television images.
Bei einer elektromagnetischen Ablenkwicklung bekannten Typs kann man beobachten, daß sich nach Abwicklung dieser Wicklung in eine Ebene ίο jede Windung in einer im wesentlichen rechteckigen Konfiguration darstellt; wenn dann die Wicklung in die für ihre Aufbringung am Röhrenhals notwendige Form gebracht ist, so stellt sich also offenbar jede Windung im wesentlichen als konvexes Viereck dar. Bei einer derartigen Windung jedoch wirken, allein die zur Achse des Röhrenhalses parallelen Seiten nutzbringend für die Ablenksteuerung des Elektronenstrahles, und die um den Röhrenhals herumgebogenen Seiten vergeuden lediglich Energie. Obendrein weist das von diesen gekrümmten Seiten erzeugte magnetische Feld eine nachteilige Wirkung auf, indem es das longitudinal Nutzfeld verzerrt und demzufolge eine strukturelle Veränderung des gesteuertenIn a known type of electromagnetic deflection winding, it can be observed that after developing this winding in a plane ίο each turn in a substantially rectangular Configuration represents; if then the winding in the for its application on the tube neck is brought into the necessary form, so evidently every turn presents itself essentially as convex square. With such a turn, however, only those to the axis of the Tube neck's parallel sides useful for deflecting the electron beam, and the sides bent around the tube neck only waste energy. On top of that, she knows magnetic field generated by these curved sides adversely affects the longitudinally distorted useful field and consequently a structural change in the controlled
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Strahles sowohl bei seinem Eintritt wie auch bei seinem Austritt in das bzw. aus dem Ablenksystem mit sich bringt.The beam both when it enters and when it exits the deflection system brings with it.
Die erwähnten Mangel sind beseitigt, wenn gemaß der Erfindung jede Windung, in ebene Form gebracht, ein überschlagens Parallelogramm darstellt, das zwei parallele Seiten und zwei sich in ihrer Mitte überschneidende Diagonalseiten aufweist. Nachdem eine solche Wicklung für das Aufbringen auf den Hals der Kathodenstrahlröhre geformt ist, werden diese beiden parallelen Seiten ihre normale Wirkung ausüben und die zwei Diagonalseiten jeweils Felder hervorrufen, deren vektorielle Zusammensetzung sich als ein zu der gleichen longitudinalen Richtung paralleler Feldvektor ergibt, wie sie auch die Vektoren der von den zwei parallelen Seiten gebildeten Felder aufweisen, wodurch jede Verzerrung der oben bezeichneten Art für den gesteuerten Strahl beseitigt wird.The shortcomings mentioned are eliminated if, according to the invention, each turn is in a plane shape , represents an overlapping parallelogram that has two parallel sides and two merging into has their center overlapping diagonal sides. After such a winding for applying Molded onto the neck of the cathode ray tube, these two parallel sides become exert their normal effect and the two diagonal sides each produce fields whose vectorial composition turns out to be a field vector parallel to the same longitudinal direction results, as they also have the vectors of the fields formed by the two parallel sides, thereby eliminating any distortion of the type noted above for the steered beam will.
Hierdurch ist ein elektromagnetisches Ablenksystem hohen Wirkungsgrades mit Rücksicht auf die zum normalen Betrieb erforderliche elektrische Energie geschaffen. Außerdem weist das elektromagnetische Ablenksystem sehr gute Ablenkeigenschaften auf, indem es praktisch frei ist von nachteiligen Randeffekten, wie sie sich bei den bekannten Ausführungsformen aus den von den Außenleitern dieser Ablenksysteme erzeugten magnetischen Streufeldern ergeben. Ferner kann das System in einem ' besonders einfachen und wirtschaftlichen Fertigungsverfahren hergestellt werden.This makes an electromagnetic deflection system of high efficiency with regard to the electrical energy required for normal operation is created. It also exhibits the electromagnetic Deflection system has very good deflection properties, in that it is practically free from disadvantageous edge effects, as they are with the known Embodiments result from the magnetic stray fields generated by the outer conductors of these deflection systems. Furthermore can the system manufactured in a 'particularly simple and economical manufacturing process will.
Einem weiteren Kennzeichen der Erfindung zufolge ist ein Fertigungsverfahren eines solchen elektromagnetischen Ablenksystems vorgesehen, das die folgenden Abschnitte umfaßt: Herstellung einer flachen oder als Solenoid geformten Wicklung mit Windungen in Form eines normalen Parallelogramms, dessen eine Diagonale zugleich eine Höhe darstellt, elektrisches Isolieren dieses Solenoids und Zusammenfalten dieses isolierten Solenoids entlang der obengenannten Diagonale, wodurch die zwei Teile der Wicklung beiderseits der Diagonale räumlich übereinanderzuliegen kommen und so eine Ablenkwicklung in ebener Form bilden, die dann für ihre Aufbringung auf den Hals der Kathodenstrahlröhre geformt wird.According to a further characteristic of the invention, a manufacturing method is such electromagnetic deflection system comprising the following sections: manufacture a flat or solenoid-shaped winding with turns in the shape of a normal Parallelogram, one diagonal of which also represents a height, electrically isolates it Solenoid and folding this isolated solenoid along the above diagonal, whereby the two parts of the winding on both sides of the diagonal lie spatially one above the other come and so form a deflection coil in a flat shape, which is then used for its application molded onto the neck of the cathode ray tube.
Diese wie noch weitere Kennzeichen sollen an Hand der schematisierten Figuren im einzelnen erläutert werden; es zeigtThese as well as other characteristics are to be explained in detail on the basis of the schematic figures be explained; it shows
Fig. ι die Darstellung eines bekannten elektromagnetischen Ablenksystems, bei dem der Übersichtlichkeit halber jede Spulenwicklung als auf eine einzelne Windung reduziert gezeichnet ist,Fig. Ι the representation of a known electromagnetic Deflection system in which, for the sake of clarity, each coil winding is drawn as being reduced to a single turn,
Fig. 2 eine Ansicht dieser in eine Ebene abgewickelten Windung,Fig. 2 is a view of this developed in a plane Turn,
Fig. 3 die Wiedergabe eines beschriebenen elektromagnetischen Ablenksystems, das in gleicher Weise aus Gründen der Übersichtlichkeit auf eine einzelne Windung jeder seiner Wicklungen reduziert ist,Fig. 3 shows the reproduction of an electromagnetic deflection system described, which in the same For the sake of clarity, refer to a single turn of each of its windings is reduced,
Fig. 4 eine Ansicht dieser in eine Ebene abgewickelten Windung,4 shows a view of this winding developed in one plane,
Fig. 3 A eine Schnittzeichnung zu Fig. 3, welche in vereinfachter Weise die Verteilung des im Röhrenhals herrschenden magnetischen Ablenkfeldes darstellt,3 A is a sectional drawing of FIG. 3, which shows in a simplified manner the distribution of the in The tube neck of the prevailing magnetic deflection field,
Fig· 5> 6> 7 Darstellungen, die eine Ausführungsart des beschriebenen elektromagnetischen Ablenksystems erläutern, undFig · 5> 6> 7 are illustrations showing one embodiment of the described electromagnetic deflection system explain, and
Fig. 8 eine Skizze, welche die Art und Weise veranschaulicht, nach der eine zwei Paare von Ablenkwicklungen zur Ablenkung des Elektronen-Strahles in zwei zueinander senkrechte Richtungen enthaltende, vollständige elektromagnetische Ablenkeinrichtung ausgeführt werden kann.Figure 8 is a sketch illustrating the manner in which a two pairs of Deflection windings for deflecting the electron beam in two mutually perpendicular directions containing, complete electromagnetic deflector can be carried out.
In Fig. ι sind zwei Windungen ABCD und A'B'C'D' dargestellt, die beiderseits des Halses 1 einer Kathodenstrahlröhre angebracht sind. Jede Windung ist, ausgehend von einer solchen rechteckigen flachen Windung, wie ABCD in Fig. 2 zeigt, durch entsprechende Formgebung der Krümmung des Röhrenhalses angepaßt.In Fig. Ι two turns ABCD and A'B'C'D ' are shown, which are attached to both sides of the neck 1 of a cathode ray tube. Starting from such a rectangular, flat turn, as shown by ABCD in FIG. 2, each turn is adapted to the curvature of the tube neck by appropriate shaping.
Die Seiten AB und A'B' ergeben im Zusammenwirken einen Dipol eines Dipolpaares, dessen anderer durch Zusammenwirken der gegenüberliegenden Seiten CD und CD' der beiden Windungen gebildet wird. .The sides AB and A'B 'work together to form a dipole of a dipole pair, the other of which is formed by the cooperation of the opposite sides CD and CD' of the two turns. .
Jedes der Windungspaare eines vollständigen Ablenksystems bestimmt in gleicher Weise ein Paar von Dipolen, die sich bezüglich des Halses 1 im wesentlichen diametral gegenüberliegen und die insgesamt die hinsichtlich der Erzeugung eines elektromagnetischen Gesamtablenkfeldes in diesem Röhrenhals wirksamen Teile bilden, wobei dessen Richtung im Ruhezustand offenbar parallel zur Längsachse dieses Halses verläuft.Each of the pairs of turns of a complete deflection system defines one in the same way Pair of dipoles which are substantially diametrically opposed with respect to the neck 1 and which all in all with regard to the generation of a total electromagnetic deflection field in this Tubular neck forming effective parts, its direction in the rest state apparently parallel to the The longitudinal axis of this neck runs.
Die kreisförmig gebogenen Seiten AC und BD der einen, A'C und B'D' der anderen dieser Windungen sind in ihrer Länge offenbar vom Durchmesser des Röhrenhalses 1 abhängig. Diese Windungsanteile sind offensichtlich von keinerlei Nutzen für die Erzeugung des Ablenkfeldes im Röhrenhals. Sie bilden jedoch einen nicht vernachlässigbaren Teil der Windungen, der einerseits um so größer wird, je geringer die axiale Länge des Ablenksystems ist, andererseits mit Vergrößerung des Durchmessers zunimmt. .The circularly curved sides AC and BD of one, A'C and B'D 'of the other of these turns are evidently dependent on the diameter of the tube neck 1 in terms of their length. These winding components are obviously of no use whatsoever for generating the deflection field in the tube neck. However, they form a non-negligible part of the turns, which on the one hand becomes larger the smaller the axial length of the deflection system, and on the other hand increases as the diameter increases. .
Außerdem wird in dem Maße, wie sich der abgelenkte Strahl den Rändern der Ablenkwicklungen nähert, das durch die Kreisbogenabschnitte BD und B'D' verursachte magnetische Feld die Form jenes Strahles verschlechtern, wie dies allgemein bekannt ist und nicht näher beschrieben zu werden braucht. Diese Verformung kann dadurch vermindert werden, daß man die Wicklungen vom Röhrenhals absetzt, was jedoch einen noch höheren Energieverlust und eine geringere Wirksamkeit des Ablenksystems mit sich bringt. .In addition, as the deflected beam approaches the edges of the deflection coils, the magnetic field caused by the circular arc sections BD and B'D 'will degrade the shape of that beam, as is well known and need not be further described. This deformation can be reduced by separating the windings from the tube neck, which, however, entails an even higher loss of energy and a lower efficiency of the deflection system. .
So stellt sich bei jeder Windung der bekannten Wicklungsart die nutzbringende Länge AB + CD jeder Windung als ein geringer Anteil der gesamten Windungslänge dar, zu, gering, um einen guten Wirkungsgrad des Ablenksystems zu ge-Thus, for each turn of the known type of winding, the useful length AB + CD of each turn is a small proportion of the total winding length, too, too small, in order to achieve a good efficiency of the deflection system.
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währleisten. Da andererseits der Ablenkungswinkel für eine Kathodenstrahlröhre, der früher etwa 55° betrug, heutzutage häufig 70° erreicht und selbst auf 900 kommt, kann man überlegen, daß bei einem Ablenksystem die Nutzlänge eines Stückes wie AB oder CD in bezug auf den Röhrenhalsradius R und den Ablenkungswinkel Θ gegeben ist durch die Beziehungensure. On the other hand, the deflection angle of a cathode ray tube, which was previously about 55 °, nowadays often reaches 70 ° and even comes to 90 0, it can be considered that, when a deflection, the effective length of a piece, such as AB or CD with respect to the tube neck radius R and the deflection angle Θ is given by the relationship
= R-= R-
cos Θ cos Θ
sin Θ sin Θ
und infolgedessen bei konstantem R die nutzbringende Länge L um so geringer wird, je größer der für die Ablenkung geforderte Winkel ist. Zum Beispiel würde bei einem für die Strahlablenkung unter 700 eingerichteten Ablenksystem die Nutzlänge einer Windung, ^!I? + CD, höchstens gleich 35% der gesamten Windungslänge sein.and consequently, with a constant R, the useful length L becomes smaller, the greater the angle required for the deflection. For example, in one of the beam deflection below 70 0 furnished deflecting the useful length of one turn, would ^! I? + CD, at most equal to 35% of the total winding length.
Diese zwei Mängel, nämlich Feldverzerrung und Energieverlust, werden beseitigt, wenn das elektromagnetische Ablenksystem so aufgebaut wird, daß nach Abwicklung jeder seiner Wicklungen in eine Ebene jede seiner Windungen die Form eines überschlagenen Parallelogramms darstellt, wie in Fig. 4 abgebildet. Fig. 3 zeigt dann die grundsätzliche Anordnung eines derartigen Ablenksystems auf dem Hals der Kathodenstrahlröhre, und Fig. 3 A zeigt im Querschnitt die Form des im Innern des Röhrenhalses herrschenden magnetischen Feldes.These two deficiencies, namely field distortion and energy loss, are eliminated when the electromagnetic Deflection system is constructed so that after unwinding each of its windings in a Level, each of its turns represents the shape of an overturned parallelogram, as in Fig. 4 shown. Fig. 3 then shows the basic arrangement of such a deflection system on the neck of the cathode ray tube, and Fig. 3A shows in cross section the shape of the inside the tube neck the prevailing magnetic field.
Die seitliche Bedeckung jeder Wicklung kann bei einem solchen Ablenksystem höchstens 900 betragen. Die parallelen Seiten AB und CD einerseits, A'B' und CD' andererseits spielen für die Erzeugung des magnetischen Ablenkfeldes noch die Rolle der obenerwähnten Dipole. Die Richtung des durch die Leiter AB und CD fließenden Stromes ist in diesem Fall die gleiche und diejenige des Stromes durch die Leiter A'B' und CD' ebenso, jedoch der ersteren entgegengerichtet. So sind die Vorzeichen der von den horizontalen Zweigen der ersten und zweiten Wicklung des Ablenksystems hervorgerufenen magnetischen FeI-The lateral coverage of each winding can be at most 90 0 in such a deflection system. The parallel sides AB and CD on the one hand, A'B ' and CD' on the other hand still play the role of the above-mentioned dipoles for the generation of the magnetic deflection field. The direction of the current flowing through the conductors AB and CD is in this case the same and that of the current through the conductors A'B ' and CD' likewise, but in the opposite direction to the former. Thus, the signs of the magnetic field produced by the horizontal branches of the first and second windings of the deflection system are
4-5 der entgegengesetzt.4-5 the opposite.
Das in der Mitte der Diagonalseiteil AD und CB der ersten Wicklung erzeugte magnetische Feld ist gleich der vektoriellen Summe der zufolge des Fließens des Ablenkstromes durch diese Drahtstücke entstehenden magnetischen Felder. Ebenso ist es mit dem in der Mitte der Diagonalseiten AD' und CB' der zweiten Wicklung erzeugten magnetischen Feld. Diese magnetischen Felder und ihre resultierenden Feldvektoren besitzen eine solche Richtung, daß ihre Hauptkomponente entlang der Achse der Anordnung in der gleichen Richtung wie die von den erwähnten Dipolen erzeugten magnetischen Felder gerichtet ist. Infolgedessen wird in einem beschriebenen Ablenksystem der von den Diagonalen verbrauchte Energieanteil zum mindesten teilweise zu einem nutzbringenden Zweck wiedergewonnen und der Gesamtwirkungsgrad erhöht. The magnetic field generated in the middle of the diagonal side parts AD and CB of the first winding is equal to the vector sum of the magnetic fields resulting from the flow of the deflection current through these pieces of wire. It is the same with the magnetic field generated in the middle of the diagonal sides AD ' and CB' of the second winding. These magnetic fields and their resulting field vectors have such a direction that their main component is directed along the axis of the arrangement in the same direction as the magnetic fields generated by the dipoles mentioned. As a result, in a deflection system described, the proportion of energy consumed by the diagonals is at least partially recovered for a beneficial purpose and the overall efficiency is increased.
Offensichtlich ist bei einem derartigen Ablenksystem der Randeffekt nicht vorhanden, da die Komponenten des Magnetfeldes auf den für die Ablenkung wirksamen Bereich im Inneren des Ablenkraumes im Röhrenhals beschränkt sind und in diesem Raum keinerlei Streufeldkomponente erzeugt wird. Genauer ausgedrückt erscheint die aus der Vektorsumme der oben beschriebenen Feldkomponenten resultierende maximale magnetische Feldstärke in der Mittelebene dieses Raumes. Ein derartiger Aufbau des Ablenksystems ist demnach besonders vorteilhaft für kurze Ablenksysteme, die einen geringen astigmatischen Fehler besitzen.It is evident in such a deflection system the edge effect does not exist because the components of the magnetic field on the for the Effective deflection area in the interior of the deflection space in the tube neck are limited and No stray field component whatsoever is generated in this space. To put it more precisely, it appears from the maximum magnetic resulting from the vector sum of the field components described above Field strength in the middle plane of this room. Such a structure of the deflection system is accordingly particularly advantageous for short deflection systems that have a low astigmatic error.
Was die Herstellung eines solchen Ablenksystems anbelangt, ist ferner vorgesehen, von folgender Methode Gebrauch zu machen: Ein ebenes Solenoid 2 (Fig. 5) wird gefertigt, bei dem jede seiner zu einem Parallelogramm geformten Windungen eine Diagonale 3 besitzt, die gleichzeitig eine Höhe des Parallelogramms bildet. Die Länge dieser Diagonale ist so bemessen, daß sie bei der vollständigen Spirale die seitliche Bedeckung des Ablenksystems nach Aufbringung auf den Röhrenhals bestimmt.With regard to the manufacture of such a deflection system, the following is also contemplated Method of Use: A planar solenoid 2 (Fig. 5) is made with each his turns formed into a parallelogram has a diagonal 3, which at the same time forms a height of the parallelogram. The length of this diagonal is dimensioned so that it is at the complete spiral the lateral coverage of the deflection system after application to the tube neck definitely.
Diese parallelogrammförmige Spirale wird elektrisch isoliert und dann entlang jener Diagonale 3, wie in Fig. 6 gezeigt, gefaltet. Jede ihrer Windüngen nimmt also die in Fig. 4 wiedergegebene Gestalt an. Dieses Umfalten erfolgt im ebenen Zustand der Wicklung. Ist dieses einmal geschehen, so kann die Ablenkwicklung zur Aufbringung auf den FIaIs der betreffenden Kathodenstrahlröhre oder einem diesen Hals umgebenden zylindrischen Träger zurechtgeformt werden. Falls erforderlich können mehrere auf diese Weise gebildete Wicklungen vor oder nach dem Falten geschichtet oder übereinandergelegt und. in Serie geschaltet werden. So kann man je nach Wunsch jede Gesamtzahl von Windungen oder jede Wicklungsstärke erzielen.This parallelogram-shaped spiral is electrically isolated and then along that diagonal 3, as shown in Fig. 6, folded. Each of their turns thus assumes the shape shown in FIG. This folding over takes place in the flat state the winding. Once this has happened, the deflection winding can be applied to the FIaIs of the relevant cathode ray tube or a cylindrical surrounding this neck Beams can be shaped. If necessary, several windings formed in this way can be used before or after folding, layered or superimposed and. be connected in series. In this way, any total number of turns or any winding thickness can be achieved, as desired.
In den Fig. 5 und 6 ist ein isolierender Träger 4 gezeigt. Dieser Träger kann vorübergehend oder bleibend sein, namentlich dann, wenn einer bevorzugten Ausführungsart entsprechend die Fertigung durch »Aufdrucken« der leitenden Spiralen erfolgt.In FIGS. 5 and 6, an insulating support 4 is shown. This carrier can be temporary or be permanent, especially if the production corresponds to a preferred embodiment is done by "printing" the conductive spirals.
Wie z. B. in Fig. 7 gezeigt, bringt man auf eine dünne isolierende Folie 6 aus biegsamem Material, beispielsweise eine Polyvinylfolie, eine dünne Metallfolie S, beispielsweise aus Kupfer, auf und befestigt sie auf jener durch eine thermoplastische Klebemasse wie etwa ein polymerisierbares Harz. Die Stärke beider Folien zusammen kann größenordnungsmäßig bei einigen hundertstel Millimeter liegen.Such as B. shown in Fig. 7, is applied to a thin insulating film 6 made of flexible material, for example a polyvinyl film, a thin metal film S, for example made of copper, on and attached them to that by a thermoplastic adhesive such as a polymerizable resin. The thickness of both foils together can be of the order of magnitude are a few hundredths of a millimeter.
Die frei liegende Seite der Metallfolie wird gereinigt und darauf mit einer dünnen Schicht eines Materials bedeckt, das nach Trocknen lichtempfindlich wird und als photographische Schicht für das Aufdrucken eines Abbilds der herzustellenden Spirale dienen kann! Nach dem Belichten, Entwickeln, Wässern und Trocknen wird das somit erhaltene Negativ in ein Gravierbad mit einer Säure gelegt, in welchem sämtliche von dem Aufdruck nicht bedeckten Stellen jener MetallfolieThe exposed side of the metal foil is cleaned and then covered with a thin layer of a material which, after drying, is photosensitive and as a photographic layer for printing an image of the material to be produced Spiral can serve! After exposure, development, rinsing and drying, the the negative thus obtained is placed in an engraving bath with an acid, in which all of the Imprint of uncovered areas of that metal foil
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angegriffen und weggeätzt werden. Man erhält alsdann das »aufgedruckte« Produkt nach Fig. S-Es genügt, dessen unbedeckte Seite mit einer Isolierschicht (Firnis) zu überziehen und es, wie beschrieben, zu falten.attacked and etched away. The "printed" product according to Fig. 5-E is then obtained It is sufficient to cover the uncovered side with an insulating layer (varnish) and how described to fold.
Es ist natürlich vorteilhaft, mehrere Spiralen auf einmal herzustellen und, wie beispielsweise in Fig. 8 gezeigt, kann man auf ein und derselben isolierenden Trägerfolie die Anordnung einer vollständigen Ablenkwicklung für zwei Ablenkrichtungen für eine Kathodenstrahlröhre »aufdrucken«. Dieses vollständige Ablenksystem muß zwei Paare von Spiralwicklungen enthalten, das eine, I und III, für die horizontale und das ändere, II und IV, für die vertikale Ablenkung. Die Spiralwicklungen I und III werden mit der passenden Windungszahl vorgesehen und vor oder nach dem Falten elektrisch in Serie geschaltet. Das gleiche gilt für die Spiralwicklungen II und IV.It is of course advantageous to make several spirals at once and, as for example in 8 shown, one and the same insulating carrier film, the arrangement of a complete "Print" deflection winding for two deflection directions for a cathode ray tube. This complete deflection system must contain two pairs of spiral windings, the one, I and III, for the horizontal and the other, II and IV, for the vertical deflection. the Spiral windings I and III are provided with the appropriate number of turns and before or after electrically connected in series during folding. The same applies to the spiral windings II and IV.
Nach dem Falten genügt es dann, die »bedruckte« Folie um den Hals der betreffenden Kathodenstrahlröhre über 3600 herumzuwickeln.After folding, it is then sufficient, the "printed" sheet around the neck of the respective cathode ray tube herumzuwickeln over 360 0th
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