DD149735A1 - Waermebestaendige isolation von wicklungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die vorzugsweise Anwendung einer waermebestaendigen Isolation von Wicklungen in der Ultrahochvakuumtechnik. Erfindungsgemaesz werden die Wicklungsdraehte und der Wickelkoerper aus Aluminium hergestellt, dessen Oberflaeche zur Isolierung nach bekannten Verfahren galvanisch oxidiert wird. Prinzipiell lassen sich auch andere Metalle verwenden, deren Oberflaechen durch galvanische Verfahren mit einer isolierenden Schicht ueberziehbar sind, welche aehnlich guenstige Eigenschaften wie Al&ind2!O&ind3! aufweist. Zweck der Erfindung ist eine einfache und billige Herstellung von vorwiegend zur Erzeugung elektromagnetischer Felder verwendeten Wicklungen. Anderweitig uebliche Drahtisolierungen aus speziellen Polymeren sind bei den haeufig geforderten Ausheiz- und Arbeitstemperaturen von UHV-Apparaturen wegen Erweichung, Gasabgabe oder chemischer Instabilitaet ungeeignet. Durch die erfindungsgemaesze Wicklungsherstellung werden diese Nachteile vermieden, und es entfaellt die Notwendigkeit, aufwendige und technisch oft unbefriedigende Ersatzloesungen zu schaffen. Wichtigste moegliche Anwendungsgebiete sind die elektromagnetische Erzeugung mechanischer Bewegungen und die Fokussierung und Ablenkung geladener Teilchenstrahlen innerhalb von Vakuumkammern.

Description

M-

1· Wärmebeständige Isolation von Wicklungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft die Anwendung eines bekannten Isolationsverfahrens auf Drähte, die in Spulen oder Wicklungen verwendet werden und höheren Temperaturen ausgesetzt werden, wobei sie chemisch und physikalisch stabil bleiben, Haupteincatzgebiet ist die Ultrahochvakuumtechnik (z.B. elektromagnetische Bewegungselemente, elektromegnetische Linsen und Ablenkeinrichtungen für Elektronen- und Ionenstrahlen)_#

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Als wärmebeständige Isoliermaterialien sind verschiedene organische Materialien (z.B. Polytetrafluoethylen, Polyimidchinoxalin, Polyimidphenylchinoxalin u.a.) bekannt, die an Luft Ьіз etwa 250 C verwendbar sind. In Vakuumapparaturen ist die obere Grenztemperatur wegen der Gasabgabe oder des Dampfdruckes der organischen Materialien niedriger und liegt damit unterhalb der in vielen Fällen erforderlichen Ausheizoder Arbeitstemperaturen.

Je nach Anwendungsgebiet sind statt derartiger Wicklungen in diesen Fällen technische Ersatzlösungen erforderlich

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(z.B. Glasseideumspinnung von Drähten; freitragende Wicklung blanker Drahte, Ersetzen elektromechanischer Bewegungselemente durch Bimetall oder mechanische Bewegungsdurchführungen, o.a.; Ersetzen elektromagnetischer Linsensysteme durch elektrostatische Ablenkeinrichtungen; lokale Kühlung der Wicklung; Demontage der außerhalb der Vakuumkammer angebrachten Wicklung während des Ausheizena u.a.).

2. Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, eine Methode anzugeben, mit der Y/icklungen hergestellt werden können, deren Isolierung

a) bei hohen Temperaturen (^400 C) chemisch und physikalisch stabil bleibt;

b) bei diesen Temperaturen einen Dampfdruck hat, der gegenüber dem Arbeitsdruck in der Vakuumkammer vernachlä3sigbar ist;

c) sich durch geringe Gasabgabe auszeichnet;

d) einfach und billig herstellbar ist.

Durch Realisierung dieser Ziele wird es möglich, die Einsatzmöglichkeit der UHV-Technik zu erweitern, V/icklungen wesentlich kosten- und materialsparender herzustellen und beim Erzeugen des Ultrahochvakuums durch kürzere Ausheizzeiten bei höherer Temperatur Energie einzusparen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Herkömmliche Y/icklungsisolierungen lassen sich in Vakuumkammern, die zum Erreichen des Arbeitsdruckes ausgeheizt werden müssen, nur bis zu einer materialabhängigen oberen Grenztemperatur verwenden, die zum Erzielen kürzerer Ausheizzeiten oder höherer Endvakua höher liegen muß als es die bisherigen Isoliennaterialien gestatten. Die Erzeu-

gang von elektromagnetischen Feldern und andere Anwendungen elektrischer Wicklungen in Vakuumkammerη erfordert daher technische Kompromißlösungen, die sehr aufwendig sind und viele Anv/endungsmöglichkeiten ausschließen«

Erfindungsgemäß werden diese Nachteile teilweise beseitigt, indem die üblicherweise mit organischen Isolierschichten überzogenen V/icklungsdrähte durch Aluminiumdrähte ersetzt v/erden, die zuvor durch anodische Oxidation mit einer isolierenden Aluminiumoxidschicht überzogen wurden. Bei der Herstellung der Wicklung ist durch geeignete konstruktive Maßnahmen dafür zu sorgen, daß die mechanisch empfindliche Isolierschicht nicht beschädigt wird (Vermeidung von Knickstellen, Scheuerbeanspruchung u.a.). Zv/eckmäßig ist die Verwendung eines V/ickelkörpers, der ebenfalls aus Aluminium mit anodisch oxidierter Oberfläche besteht.

Ausführunpsbeinpiel

Die prinzipielle Ausführung einer Wicklung gemäß dieser Erfindung unterscheidet sich nicht von anderen Wicklungen; es muß durch konstruktive Maßnahmen lediglich gesichert sein, daß bei der Herstellung oder Verwendung der Wicklung keine durcn Knickstellen oder Scheuerbeanspruchung verursachte Kurzschlüsse zwischen einzelnen Wicklungsdrähten untereinander oder zum Wickelkörper entstehen. Zur Herstellung eines einfachen Zugmagneten läßt sich diese Forderung z.B* durch einen rotationssymmetrischcn Aufbau erfüllen, bei dem der zylindrische Wickelkörper mit ebenen Stirnflächen eine oder mehrere Lagen dicht gewickelten Drahtes als Wicklung enthält·

Claims (1)

1. Erfindungsanspruch

   Wärmebeständige Isolation von Wicklungen vorzugsweise für elektromagnetische Anwendungen innerhalb von Vakuumkamnern und/oder in Medien und/oder bei Temperaturen, die andere Isolierungen chemisch oder physikalisch angreifen, gekennzeichnet dadurch, daß der V/icklungsdraht aus anodisch oxidierten Aluminium oder einem anderen durch ein galvanisches Verfahren mit einer Isolierschicht überzogenem Metall besteht, und/oder der Wickelkörper ebenfalls vorzugsweise aus einem solchen Material besteht.