DE3005763A1

DE3005763A1 - Entmagnetisierungseinrichtung fuer eine farbfernsehbildroehre

Info

Publication number: DE3005763A1
Application number: DE19803005763
Authority: DE
Inventors: John Clarence Cooper
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Licensing Corp
Priority date: 1979-02-16
Filing date: 1980-02-15
Publication date: 1980-08-28
Also published as: HK27284A; PL126142B1; AT381201B; KR900006295B1; AU535877B2; FI70357B; ATA88580A; FR2449382A1; GB2046559B; DK148868C; FR2449382B1; SU936835A3; AU5535780A; IT1140569B; NZ192884A; IT8019868A0; DK67780A; DK148868B; FI800394A7; ES8100551A1

Description

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RCA Corporation, New York, N.Y., V.St.A.

Entmagnetisierungseinrichtung für eine Farbfernsehbildröhre

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Entmagnetisierungseinrichtung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs als bekannt vorausgesetzt wird.

Zur Wiedergabe farbiger Fernsehbilder werden häufig Schattenmasken-Bildröhren verwendet. In einer solchen Röhre werden mehrere Elektronenstrahlen von etwas verschiedenen Ursprungspunkten auf einen Bildschirm gerichtet, der mit fluoreszierenden Leuchtstoffen beschichtet ist. Die Leuchtstoffe sind in Triaden oder Dreiergruppen angeordnet, die jeweils drei Leuchtstoffbereiche enthalten, welche bei Bestrahlung durch einen Elektronenstrahl mit verschiedenen Primärfarben fluoreszieren. Die verschiedenen Bereiche der Dreiergruppen sind durch eine Schattenmaske jeweils einem der Elektronenstrahlen zugeordnet.

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BAD ORiGlNAL

Die Schatten- oder Lochmaske ist eine dünne, elektrisch leitfähige Blende mit einer Vielzahl von Perforationen, die eine genau definierte Lage bezüglich der verschiedenen Leuchtstoffbereich-Dreiergruppen haben. Im Idealfall soll die Schattenmaske bewirken, daß ein in einer bestimmten Farbe fluoreszierender Leuchtstoff nur von demjenigen Elektronenstrahl erreicht werden kann, der von einem bestimmten Ursprungsort ausgeht. Wenn also die drei Elektronenstrahlen von etwas verschiedenen Orten ausgehen, leuchten die Farbleuchtstoffe der verschiedenen Dreiergruppen rein, d.h. daß jeder Leuchtstoff nur von einem einzigen, im zugeordneten Elektronenstrahl bestrahlt wird, und man kann die gewünschten Farbreize durch entsprechende Steuerung der Elektronenstrahlquellen erzeugen./ Farbfernsehwiedergabeeinrichtungen waren früher empfindlich gegen Einflüsse des Erdmagnetfeldes. Dieses Magnetfeld lenkt die Elektronenstrahlen in der Bildröhre von ihrem vorgesehenen Verlauf ab, so daß sich der scheinbare Ausgangspunkt der Elektronenstrahlen und deren Richtung beim Eintreffen an der Schattenmaske in Abhängigkeit von der Orientierung der Bildröhre zum Erdmagnetfeld ändern, wodurch die Farbreinheit beeinträchtigt wird. Zur Behebung dieses Problems hat man anfänglich Feldneutralisierungsspulen verwendet, wie es zum Beispiel in der US-PS 29 21 226 beschrieben ist. Bei einer solchen Anordnung läßt man einen Gleichstrom durch eine oder mehrere die Bildröhre umgebende Spulen derart fließen, daß das Erdmagnetfeld kompensiert wird. Die Einstellung der Kompensationsströme erforderte einen Fachmann und mußte bei jeder Änderung der Aufstellung des Fernsehempfängers neu vorgenommen werden.

Eine andere bekannte Maßnahme zum Verhindern einer Beeinträchtigung der Farbreinheit durch das Erdmagnetfeld besteht in der Verwendung von magnetischen Abschirmungen. Bei einer Anordnung dieser Art wird der Bereich, durch den die Elektronenstrahlen laufen, bevor sie die Schattenmaske und den

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rad

Lumineszenzschirm erreichen, mit einer hohlen Abschirmung umgeben, die etwa die Form eines Kegelstumpf- oder Pyramidenstumpf mantels hat. Die Abschirmung besteht aus einem Material hoher magnetischer Permeabilität, so daß die Elektronen-Strahlen gegen äußere Magnetfelder abgeschirmt werden. Es hat sich dabei jedoch gezeigt, daß solche magnetischen Abschirmungen selbst eine gewisse Magnetisierung annehmen können und dann ihrerseits die Farbreinheit beeinträchtigen. Zur Behebung dieses Problems wurden Entmagnetisierungseinrichtungen entwickelt, mit denen die Abschirmung und die Schattenmaske entmagnetisiert werden können. Die Entmagnetisierung erfolgt dadurch, daß man einen Wechselstrom, der anfänglich eine große Amplitude hat, durch eine oder mehrere, die Schattenmaske sowie die magnetisches Abschirmung umgebende Spulen fließen läßt. Die Amplitude des Wechselstroms wird dann allmählich auf Null absenkt, wobei sich die Magnetisierung der Abschirmung und der Schattenmaske verringern. Eine den Umfang der Schattenmaske umgebende Spule, wie sie z.B. in der US-PS 29 62 621 beschrieben ist, erzeugt jedoch nur ein relativ kleines Magnetfeld in der Nähe der Mitte der Schattenmaske und des Schirmes. Für eine wirksame Entmagnetisierung mit einer solchen Spule werden daher Ströme benötigt, die unerwünscht groß sein können.

Aus den US-PSen 33 22 998 und 38 72 347 sind Entmagnetisierungseinrichtungen bekannt, die einen höheren Magnetfluß in der magnetischen Abschirmung und der Schattenmaske erzeugen, so daß keine so hohen Spulenströme benötigt werden. Bei diesen Entmagnetisierungseinrichtungen sind zwei Spulen symmetrisch derart auf der Bildröhre angeordnet, daß jede Spule einen längs des Umfanges der Schattenmaske verlaufenden Teil und einen sich zum Hals der Röhre erstreckenden Teil aufweist. Eine solche Anordnung mit zwei Spulen liefert ein Magnetfeld, dessen Feldlinien quer zur Längsachse der Röhre verlaufen. Ein solches, durch ein Spulenpaar erzeugtes Entmagnetisierungs-Querfeld ergibt eine sehr wirksame Entmagnetisierung.

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Zwei Spulen erfordern jedoch einen höheren Arbeitsaufwand als eine einzelne Spule und bei der Verbindung der beiden Spulen können Schaltungsfehler auftreten. Für Entmagnetisierungseinrichtungen mit zwei Spulen wird außerdem im allgemeinen mehr Draht benötigt als für Entmagnetisierungseinrichtungen mit nur einer Spule und außerdem kann eine Wechselwirkung zwischen den beiden Spulen und dem Ablenkfeld auftreten, die die Farbreinheit beeinträchtigt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Entmagnetisierungseinrichtung mit einer einzigen oder einheitlichen Spule anzugeben, die mit einer verhältnismäßig geringen Leiterlänge auskommt und praktisch dasselbe leistet wie eine Einrichtung mit zwei Spulen, obwohl sie so einfach ist und so wenig Draht benötigt wie eine Entmagnetisierungseinrichtung mit einer einzigen Spule.

Diese Aufgabe wird bei einer Entmagnetisierungseinrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen der Entmagnetisierungseinrichtung gemäß der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist für eine Farbfernsehbildröhre bestimmt, die einen Kolben mit einem sich erweiternden Teil, das ein großes und ein kleines Ende hat, ferner mit einem beim großen Ende dieses Kolbenteiles angeordneten Frontplattenteil und einen mit dem erwähnten Kolbenteil koaxialen Hals, der mit dem kleinen Ende dieses Kolbenteils verbunden ist, aufweist. Im Kolben ist eine sich erweiternde magnetische Abschirmung angeordnet, die ein großes und eine kleines Ende hat. Die Abschirmung befindet sich bei einem Abschnitt des sich erweiternden Kolbenteils. Die Entmagnetisierungseinrichtung enthält eine einzige

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Entmagnetisierungsspule, die den sich erweiternden Kolbenteil umfaßt, wobei die Achse der Entmagnetisierungsspule bezüglich der Achse des sich erweiternden Kolbenteiles derart geneigt oder gekippt ist, daß ein erster Abschnitt des ümfanges der Spule über einem Teil des Kolbens bei einem Teil des großen Endes der Abschirmung liegt. Ein zweiter Abschnitt des Spulenumfanges, der dem ersten Abschnitt diametral gegenüberliegt, befindet sich bei einem Bereich des Kolbens, der einem Teil des kleinen Endes der Abschirmung benachbart und weiter von der Achse des sich erweiternden Kolbenteiles entfernt ist als die Peripherie der Öffnung am kleinen Ende der Abschirmung. Es ist ferner eine Anordnung vorgesehen, die einen veränderlichen Wechselstrom zum Entmagnetisieren der Schattenmaske und der magnetischen Abschirmung lediglich der einzigen Entmagnetisierungsspule zuführt.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1a und 1b perspektivische Ansichten einer Bildröhre mit einer Entmagnetisierungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;

Figur 2a und 2b eine Ansicht der Bildröhre und der Entmagnetisierungseinrichtung gemäß Figur 1a und 1b von hinten bzw. von der Seite;

Figur 3 eine Querschnittsansicht der in den vorangegangenen Figuren dargestellten Bildröhre;

Figur 4a und 4c magnetische Feldverteilungen, wie sie von bekannten Entmagnetisierungseinrichtungen erzeugt werden;

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Figur 4b eine magnetische Feldverteilung, wie sie durch die in den Figuren 1 bis 3 dargestellte Entmagnetisierungseinrichtung gemäß der Erfindung erzeugt wird, und

Figur 5 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Entmagnetisierungseinrichtung gemäß der Erfindung in Verbindungmit einem Fernsehempfänger.

In den Figuren 1a und 1b ist eine Bildröhre 10 dargestellt, deren Kolben aus drei unterschiedlichen Teilen besteht: Einem sich erweiternden, kegelstumpfförmigen oder pyramidenstumpf förmigen Teil 12a, dessen kleines Ende mit einem Hals 12b und dessen großes Ende mit einem Frontplattenteil 12 verbunden ist, der eine schwach gewölbte Frontplatte aufweist. Das dem sich erweiternden Kolbenteil 12a abgewandte Ende des Halses 12b ist mit einem Röhrenfuß 14 versehen, der Sockelstifte und Durchführungen für die elektrischen Anschlüsse zu einer Strahlerzeugungssystemanordnung aufweist, die sich im Hals befindet. An der Oberfläche des sich erweiternden Kolbenteils 12a ist ein Hochspannungsanschluß 16 vorgesehen. Auf der Außenseite des Kolbens 12 ist eine Entmagnetisierungsspule 20 angeordnet. Die Spule 20 hat näherungsweise die Form eines abgerundeten Dreiecks. Ein Schenkel oder Abschnitt 20a der Spule 20 verläuft bei der Peripherie der Verbindung des Frontplattenteils 12c und des sich erweiternden, pyramidenstumpfförmigen Teiles 12a des Kolbens. Zwei weitere Schenkel oder Abschnitte 20b und 20c der Spule 20 bilden einen Zwickel und verlaufen etwa um die Verbindung zwischen dem Hals und dem sich erweiternden Teil des Kolbens. Die Spule 20 weist zwei Anschlüsse 22 für eine nicht dargestellte Stromquelle auf, mittels derer ein Strom veränderlicher Amplitude zum Entmagnetisieren durch die Spule 20 geleitet werden kann.

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Der Kolben und die Entmagnetisierungsspule gemäß Fig. 1a und 1b sind in Fig. 2a und 2b von hinten bzw. von der Seite dargestellt. Fig. 2a zeigt den etwa rechteckigen Umriß des großen Endes des sich erweiternden, näherungsweise konischen oder pyramidenstumpfförmigen Teiles der Bildröhre, wie er bei den derzeitigen Bildröhren üblich ist. Der Röhrenhals hat dagegen einen kreisförmigen Querschnitt, um die Montage der Ablenkeinheit und anderer Einrichtungen am Hals zu erleichtern.

In der geschnittenen Draufsicht der Bildröhre 10 in Fig.3 ist ein Leuchtstoffschirm 330 dargestellt, der sich auf der Innenseite der Frontplatte 12c des Kolbens befindet. In der Nähe der Leuchtstoffschicht des Leuchtstoffschirms 330 ist eine Loch- oder Schattenmaske 332 durch Halterungsbügel 334 und 336 gehaltert. Die Halterungsbügel 334 und 336 tragen außerdem eine hohle magnetische Abschirmung 338 aus einem Magnetmaterial hoher Permeabilität und geringer Remanenz. Die Abschirmung 338 hat vorzugsweise im wesentlichen die gleiche Form wie der sich erweiternde Teil 12a des Kolbens der Bildröhre 12. Sowohl das große als auch das kleine Ende der Abschirmung 338 sind offen, so daß der oder die Elektronenstrahlen von einer Strahlerzeugungssystemanordnung 340, die sich innerhalb des Halses 12b befindet, zum Leuchtstoffschirm 330 gelangen können.

Die magnetische Feldverteilung, die durch eine zur Bildröhre konzentrische Entmagnetisierungsspule erzeugt wird, ist in Fig. 4a im Querschnitt dargestellt. Bei einer Versuchsanordnung mit einer Spule, die eine maximale magnetische Induktion von 2 mT (20 Gauss) lieferte, hatte das für die Entmagnetisierung verfügbare Feld in der Mitte der Schattenmaske 332 eine Induktion von 2 · 10~ T (0,2 Gauss). Die Spule erzeugte ferner an der Peripherie der Öffnung am schmalen oder Eintrittsende der magnetischen Abschirmung 338 eine Induktion zwischen 3 und 6 · 10 T (0,3 bis 0,6 Gauss).

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Im Gegensatz dazu nützt die Entmagnetisierungseinrichtung gemäß der Erfindung mehr von der magnetischen Abschirmung 338 als Magnetkern aus und ergibt eine magnetische Feldverteilung, wie sie etwa in Fig. 4b dargestellt ist. Die Mitte des Bildschirms bzw. der Schattenmaske befindet sich in einem Bereich größerer Feldstärke. Bei Verwendung einer Endmagnetisierungsspule, die die gleiche maximale Feldstärke lieferte, wie bei Fig. 4a, hatte das entmagnetisierende Feld in der Mitte des Bildschirms den Wert 5 ·10~ Τ (0,5 Gauss), also mehr als das Doppelte als im bekannten Falle. Die Feldstärken am Eingangsende der magnetischen Abschirmung 338 betrugen

— 4
7,5 · 10 T (7,5 Gauss) an der der Spule am nächsten liegen-

-4
den Seite, 1 -10 T (1 Gauss) an der der Spule am weitesten

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entfernten Seite und 4 · 10 T (4 Gauss) an den anderen beiden Seiten. Die für die Entmagnetisierung der magnetischen Abschirmung einschließlich der Schattenmaske zur Verfügung stehenden Felder sind also bei der Entmagnetisierungseinrichtung gemäß der Erfindung wesentlich größer als bei der Einrichtung gemäß Fig. 4a, wenn beide Spulen die gleiche Anzahl von Ampere-Windungen haben.

Figur 4c zeigt die magnetische Feldverteilung einer Entmagnetisierungseinrichtung mit zwei Spulen, wie sie aus den oben erwähnten US-Patentschriften bekannt ist. Bei der Entmagnetisierungseinrichtung gemäß Fig. 4c erzeugen die beiden Spulen zusammen einen magnetischen Fluß mit einer beträchtlichen Komponente quer zur Achse der Bildröhre im Bereich der magnetischen Abschirmung 338. Am frontplatten- und schattenmaskenseitigen Ende der Röhre verlaufen die magnetischen Feldlinien parallel zur Schattenmaske,so daß sich in der Mitte der Schattenmaske eine annähernd gleichförmige Feldstärke einzustellen strebt. Die durch die Einrichtung gemäß der Erfindung bewirkte Entmagnetisierung ist der der zweispuligen Anordnung gemäß Fig. 4c darin äquivalent, daß sowohl die innere magnetische Abschirmung als auch die Maske und ihr Rahmen entmagnetisiert werden. Andererseits

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ist die erfindungsgemäße Entraagnetisierungseinrichtung kostengünstiger, da die benötigte Leiterlänge kleiner ist als bei der einspuligen Anordnung gemäß Fig. 4a oder zweispuligen Anordnungen entsprechend Fig. 4c. Ferner ist die erfindungsgemäße Entmagnetis.ierungseinrichtung leichter zu montieren als zweispulige Anordnungen und Schaltungsfehler können nicht auftreten.

In Figur 5 ist eine Schaltung dargestellt, die zur Speisung der Entmagnetisierungsspule mit einem Wechselstrom verwendet werden kann, dessen Amplitude anfänglich groß ist und dann im wesentlichen auf Null abfällt. Der in Fig. 5 stark vereinfacht dargestellte Fernsehempfänger enthält einen Netzstecker 510 zum|Anschluß des Fernsehempfängers an das Wechselstromnetz. Die Netzspannung wird über einen Einschalter 512 und eine Sicherung 514 einer Primärwicklung 516a eines Netztransformators 516 zugeführt, dessen Sekundärwicklung 516b eine Wechselspannung für eine Stromversorgung 518 für den Rest-des Fernsehempfängers speist, der als Block 520 dargestellt ist. Die Wechselspannung an der Primärwicklung 516a wird ferner über einen wärmempfindlichen Widerstand 530 den Anschlüssen 222 einer Entmagnetisierungsspule 220 zugeführt. Der wärmeempfindliche Widerstand (Thermistor) 530 hat einen positiven Temperaturkoeffizienten, so daß sein Widerstandswert bei Raumtemperatur niedrig ist und mit zunehmender Temperatur ansteigt. Es handelt sich also um einen Kaltleiter.

Bei Raumtemperatur ist der Widerstandswert des Thermistors 530 niedrig. Beim Einschalten des Fernsehempfängers durch Schließen des Schalters 512 wird der Stromversorgung 518 Leistung zur Speisung des Empfängers über den Transformator 516 zugeführt. Gleichzeitig wird die Wechselspannung an die Reihenschaltung aus dem Thermistor 530 und der Spule 220 angeschaltet. Da der Widerstandswert des Thermistors 530 anfänglich niedrig ist, fließt durch die Spule 220 anfänglich ein verhältnismäßig großer Wechselstrom. Der auch durch den

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Thermistor 530 fließende Strom heizt den Thermistor auf, so daß sein Widerstandswert ansteigt. Der zunehmende Widerstand setzt den durch die angelegte Spannung erzeugten Strom herab und kompensiert teilweise die bei dem niedrigeren Strom herabgesetzte Verlustleistung im Thermistor. Die Temperatur des Thermistors steigt weiter an, so daß der Strom rasch auf einen kleinen Endwert absinkt, während der Widerstandswert des Thermistors ein Maximum erreicht. Schaltungen mit temperaturempfindlichen Widerständen sind zum Beispiel aus der US-PS 40 24 427 bekannt, so daß sich eine weitere Erläuterung erübrigt.

Bei der beschriebenen Anordnung befand sich die magnetische Abschirmung im Inneren des Kolbens der Bildröhre. Selbstverständlich läßt sich das Erfindungsprinzip auch auf Bildröhren anwenden, die mit einer äußeren Abschirmung versehen sind.

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Claims

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1. Entmagnetisierungseinrichtung für eine Farbfernsehbildröhre mit einem Kolben, der einen sich erweiternden Teil mit einem kleinen Ende und einem größeren Ende, einen beim größeren Ende angeordneten Frontplattenteil sowie einen zum sich erweiternden Kolbentcil koaxialen und mit dem kleineren Ende dieses Teiles verbundenen Hals aufweist, ferner mit einer im Kolben beim Frontplattenteil angeordneten Schattenmaske und einer im Hals angeordneten Elektronenstrahlerzeugungssystemanordnung, weiterhin mit

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POSTSCHECK MUNCUKN NR. 89KH-HOU · llANKKONTO ΙΙΥΓΟ1ΙΑΝΚ M CNfII ICN (111.7. 7(MI-JlHlIOI KTO. β»ηΐΙ2.17.ΐ7Η SWIF¹T HYI¹OI)RMM

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einer bei einem Abschnitt des sich erweiternden Kolbenteiles angeordneten, sich erweiternden magnetischen Abschirmung, die ein kleineres und ein größeres Ende aufweist, und einer einzigen Entmagnetisierungsspule, die durch eine Schaltungsanordnung mit einem veränderlichen Wechselstrom zum Entmagnetisieren der Schattenmaske und der magnetischen Abschirmung speisbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die einzige Entmagnetisierungsspule (20,220) den sich erweiternden Kolbenteil (12a) umgibt und bezüglich der Achse dieses Kolbenteiles so gekippt ist, daß ein erster Abschnitt (220a) des Spulenumfanges sich über einem Kolbenbereich befindet, der bei einem Teil des größeren Endes der Abschirmung liegt und daß ein den ersten Abschnitt (20a) diametral gegenüberliegender zweiter Abschnitt des Spulenumfanges sich bei einem Kolbenbereich befindet, der einen Teil des kleineren Endes der Abschirmung (338) benachbart und weiter von der Achse entfernt ist, als die Peripherie der öffnung am kleineren Ende der Abschirmung.

2. Entmagnetisierungseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Spulenabschnitt (20a) auf einem Bereich des Kolbens nahe einem oberen Teil des größeren Endes der Abschirmung liegt und daß der zweite Spulenabschnitt auf einem Bereich des Kolbens liegt, der einem unteren Teil des kleineren Endes der Abschirmung benachbart ist.

3. Entmagnetisierungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch geke nnzeichnet, daß der sich erweiternde Kolbenteil im wesentlichen die Form eines Kegelstumpfes hat und daß die magnetische Abschirmung im wesentlichen kegelstumpfförmig ist.

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4. Entmagnetisierungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der sich erweiternde Kolbenteil und die magnetische Abschirmung jeweils im wesentlichen die Form eines Pyramidenstumpfes haben und daß die SchaLtenmaske im wesentlichen rechteckig ist.

5. Entmagnetisierungseinrichtung nach Anspruch 1,2, 3 oder 4, dadurc h gekennzeichnet, daß die Spule (20a) die Form eines Dreieckes mit abgerundeten Ecken hat.

6. Entmagnetisierungseinrichtung nach Anspruch 1,2,3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule näherungsweise die Form eines Trapezes mit abgerundeten Ecken hat.

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