DE1031442B - Vorrichtung zum Erzeugen eines Dauermagnetfeldes, insbesondere Elektronenlinse - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erzeugen eines Dauermagnetfeldes, insbesondere eine Elektronenlinse, mit wenigstens zwei koaxial nebeneiinanderllegenden, axial magnetisierten Ringmagneten.

Die Erfindung bezweckt, eine Vorrichtung der erwähnten Art zu schaffen, bei der die Feldstärke über einen größeren Bereich durch eine Drehbewegung direkt regelbar ist. Die Vorrichtung nach der Erfindung weist das Kennzeichen auf, daß zwischen den Magneten koaxial mit ihnen eine ringförmige Weicheisenscheibe angeordnet ist, von der wenigstens ein Rand eine besondere Profilierung aufweist und zur Regelung des Magnetflusses mit einem gleichfalls profilierten, im wesentlichen ringförmigen und koaxialen Weicheisenpolstück zusammenwirkt in der Weise, daß der Magnetfluß zwischen den Profilierungen im wesentlichen zwischen den Magnetringen verläuft. Die zusammenwirkenden Teile weisen vorzugsweise einander zugekehrte Verzahnungen und gleiche Bogenabstände zwischen den Zähnen auf.

Vorrichtungen zur Regelung eines Magnetflusses durch gegenseitig bewegliche Zähne sind an sich bekannt. Der mit diesen Vorrichtungen erzdelbare Regelbereich ist aber, wie es noch näher erläutert wird, l>eschränkt.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, in der

Fig. 1 und 2 ein Ausführungsbeispiel zur Hälfte im Axialschnitt bzw. Querschnitt und zur Hälfte in der Seitenansicht bzw. Vorderansicht darstellen.

Fig. 3 eine etwas abgeänderte Ausführung im Axialschnitt zeigt und

Fig. 4 ein Detail einer weiteren Variante darstellt.

Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen eine magnetische Elektronenlinse, die um den Hals einer (weiter nicht dargestellten) Elektronenstrahlröhre 1 herum angebracht sein kann. Die Linse besteht im wesentlichen aus zwei flachen, axial magnetisierten Ringen 3 und 5 aus Dauermagnetmaterial, vorzugsweise aus keramischem Material. Diebeiden Ringe 3 und 5 sind koaxial nebeneinander angeordnet, mit gleichnamigen Polen, d. h, den Nordpolen, einander zugekehrt. Zwischen den beiden Ringen 3 und 5 ist koaxial eine im wesentlichen ringförmige Scheibe 7 aus Weicheisen (darunter werden nicht nur Weicheisen, sondern auch sämtliche Materialen mit gleichen magnetischen Eigenschaften wie Weicheisen, etwa Nickel, keramisches weichferromagnetisches Material usw., verstanden) angebracht. An den Außenseiten ist das Gebilde 3, 5, 7 durch zwei Weicheisenscheiben 9 und 11 abgedeckt, die an zwei kurzen weicheisernen Rohrstücken 13 und 15 Flansche darstellen.

Der Innenrand der Scheibe 7 ist mit Zähnen 17 ver-Vorrichtung

zum Erzeugen eines Dauermagnetfeldes,
insbesondere Elektronenlinse

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken,
Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: Dr. rer. nat. P. Roßbach, Patentanwalt,
Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Beanspruchte Priorität:
Niederlande vom 4. Dezember 1954

Maximilien Felix Reynst, Eindhoven (Niederlande),
ist als Erfinder genannt worden

sehen und umfaßt konzentrisch eine Wöicheisenscheibe 19, die auf einem kurzen weicheisernen Rohrstück 21 von etwa, gleichem Durchmesser wie die Rohrstücke 13 und 15 einen Flansch darstellt. Der Flansch 19 ist am Außenrand mit der gleichen Zähnezahl (mit 23 bezeichnet) wie die Scheibe 7 versehen, wobei die Zähne also den gleichen gegenseitigen Bogenabstand wie die Zähne 17 haben und in der dargestellten Lage diesen Zähnen diametral gegenüberstehen. Die Außenseite der Scheibe 7 ist mit den Zähnen 25 versehen, deren Zahl und daher gegenseitiger Bogenabstand gleich denen der Zähne 17 und 23 ist.

Die Scheibe 7 und die Magnete 3 und 5 sind koaxial von einem weicheisernen Rohrstück 27 umgeben, welches an den beiden Rändern mit Zähnen 29 und 31 und in der Mitte mit einer kreisförmig liegenden Reihe von Fenstern 33 versehen ist. Die Zähnereihen 29 und 31 stehen den an den Rändern der Flansche 9 und 11 gebildeten Zähnereihen 35 und 37 gegenüber.

Von allen diesen Zähnen und Fenstern sind die Zahlen und die Bogenabstände gleich denen der bereits früher beschriebenen Zähne.

Zwischen dem Rohrstück 21 einerseits und den Rohrstücken 13 und 15 andererseits treten Magnetfelder auf, die in bekannter Weise zum Konzentrieren eines durch den Röhrenhals 1 hindurchgehenden Elektronenstrahls benutzt werden können. Die Felder haben einen völlig symmetrischen Verlauf gegenüber der Scheibe 7. Zur Erleichterung der Übersicht wird

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im nachfolgenden nur das Feld links von der Scheibe näher betrachtet. Ein Teil des Flusses, durch seine Kraftlinie 41 dargestellt, verläuft vom Magnet 3 aus direkt über das Rohrstück 21. Ein größerer Teil, durch zwei Kraftlinien 43 und 45 dargestellt, verläuft über die Zähne 17 und 23; die Größe dieses Teiles hängt in hohem Maße vom Umstand ab, ob die Zähne¹17 und 23 einander gerade gegenüber- (in Opposition) stehen oder nicht. In der dargestellten Lage (s. Fig. 2) stehen die Zähne 17 und 23 einander gerade gegenüber, und es ist einleuchtend, daß in dieser Lage der magnetische Widerstand im Kreis der Kraftlinien 43 und 45 minimal ist und in der Lage, in der die Teile 7 und 19 gegenseitig um einen Winkel α gleich der Hälfte des Bogenabstandes der Zähne gedreht sind, maximal ist. Der Magnetfluß im Röhrenhals 1 ist in den beiden erwähnten Lagen so groß bzw. so klein wie möglich; durch Drehung eines der Teile 7 oder 19 kann der Fluß (und die Feldstärke) daher geregelt werden.

Bei den bekannten Regelvorrichtungen mit Verzahnung kann der Regelbereich wesentlich durch den Umstand beschränkt werden, daß in der Lage minimaler Feldstärke ein beträchtlicher Streufluß seitlich aus- und in die verzahnten Scheiben eintritt; dlie minimale Feldstärke ist daher gewöhnlich nur wenig niedriger als die maximale Feldstärke. Dieser Nachteil wird nach der Erfindung dadurch vermieden (s. Fig. 1), daß der von der Scheibe 7 über dlie Zähne 17 und 23 auf die Scheibe 19 übergehende Fluß (Kraftlinien 43 und 45) zwischen den Magneten 3 und 5 verläuft.

Diese verhüten ein seitliches Heraustreten der Kraftlinien, so daß in der Minimallage (Nichtopposition der Zähne 17 und 23) der erwähnte Fluß wesentlich herabgesetzt wird und daher ein großer Regelbereich (eine Änderung von 1 bis 2 und mehr) erzielt werden kann.

Eine weitere Regelmöglichkeit — die auch getrennt angewendet werden kann — besteht durch die Zusammenwirkung am Außenrand der Scheibe 7 liegender Zähne 25 mit dem mit Fenstern 33 versehenen Ring 27. Ein Teil des Flusses des Magnets 3 kann nämlich (s. Kraftlinie 47 in Fig. 1) längs eines Parallelweges über den Ring 27 und den Flansch 9 laufen und daher größtenteils dem nützlichen Fluß durch die Röhre 1 entzogen werden. Der Parallelfluß wird durch Drehung eines der Elemente 7 und 29 gegenüber dem anderen grundsätzlich auf gleiche Weise wie der Fluß 43, 45 geregelt, aber in entgegengesetztem Sinne, da (s. die Fig. 1 und 2) mit der Oppositionslage der Zähne 17 und 23 die Nichtoppoeitionslage der Zähne 25 und Brückenstücke 49 — die hier als Zähne zu betrachten sind — zusammenfällt. Auch hierbei wird das seitliche Heraustreten der Kraftlinien aus der Scheibe 7 durch die Magnete 3 und 5 verhütet oder wenigstens stark unterdrückt.

Die magnetische Verbindung zwischen dem Flansch 9 (bzw. 11) und dem Ring 27 verläuft im dargestellten Falle über an diesen Teilen gebildete Zähne 35 und 29 (bzw. 37 und 31). Der durch diesen Übergang entstandene magnetische Widerstand steht in Reihe mit dem durch die Zähne 25 und 49 gebildeten magnetischen Widerstand und wird im gleichen Sinne geregelt. Die dadurch erzielte zusätzliche Änderung ist zwar nicht groß, da aber Kraftlinien (z. B. Kraftlinie 51) seitlich in den Flansch 9 hineintreten können, unterstützt sie die Änderung des magnetischen Widerstandes durch die Zähne und Brückenstücke 25 und 49.

Naturgemäß kann (s. Fig. 3) der Ring 27 mit einwärts gerichteten Zähnen 53 versehen sein, welche düe Brückenstücke 49 ersetzen. Umgekehrt können im Rohrstück 21 Fenster 55 vorgesehen werden, die mit den Zähnen 17 zusammenwirken. Die Ränder der Flansche 9 und 11 und die des Ringes 27 sind bei der Ausführung nach Fig. 3 ohne Zähne ausgeführt.

Um die für die Regelung erforderliche gegenseitige Drehung der verschiedenen Teile zu erleichtern, können (s. Fig. 3) die Teile 9, 3, 7, 5 und 11 aneinander, das Rohrstück 21 an dem Rohr 1 (oder einem getrennten, dieses umgebenden nichtmagnetischen Tragrohr) und der Ring 27 am Chassis des Apparates, von dem die beschriebene Vorrichtung einen Teil bildet, befestigt werden,, während die Rohrstücke 13 und 15 um das Rohr 1 drehbar sind. Die Regelung erfolgt dann durch Drehung des Gebildes 9, 3, 7, 5,11 bei stillstehenden Ringen 21 und 27. . . _;

Fig. 4 zeigt eine Profilierung, die z. B. an Stelle der Zähne 17 und 23 verwendet werden kann.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum Erzeugen eines Dauermagnetfeldes, insbesondere Elektronenlinse, mit wenigstens zwei axial magnetisierten, koaxial nebeneinanderliegenden und einander gleiche Pole zuwendenden Ringmagneten (3 und 5), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Magneten (3 und 5) koaxial mit ihnen eine ringförmige Weicheisenscheibe (7) angeordnet ist, von der wenigstens der Innenrand eine besondere Profilierung (17) aufweist und zur Regelung des Magnetflusses mit einem wenigstens teilweise zwischen denselben Magneten angebrachten, gleichfalls profilierten, im wesentlichen ringförmigen und koaxialen weicheisernen Polstück (21) zusammenwirkt in der Weise, daß der Fluß zwischen den Profilierungen (17 und 23) im wesentlichen ohne seitliche Streuung zwischen den Magnetringen (3 und 5) verläuft.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusammenwirkenden Teile (7 und 21 bzw. 27) einander zugekehrte Verzahnungen mit gleichen Bogenabständen zwischen den Zähnen aufweisen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Polstück (21) rohrförmig ist und in der Mitte ringsum mit fensterförmigen Aussparungen (55) mit gleichen gegenseitigen Bogenabständen wie die Zähne (17) der Weicheisenscheibe (7) versehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Weicheisenscheibe (7) sor wohl am Außenrand als. auch am Innenrand mit Zähnen (17 bzw. 25) versehen ist, die mit gözahnten Polstücken (21 bzw. 27) zusammenwirken in der Weise, daß mit der Oppositionslage der am Innenrand liegenden Zähne (17 und 23) die Nichtoppositionslage der am Außenrand liegenden Zähne (25 und 53) zusammenfällt, und umgekehrt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Zeitschrift »Proceedings IRE«, Bd. 42, Mai 1954, S. 800 bis 810.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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