DE1069230B

DE1069230B -

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Publication number: DE1069230B
Application number: DENDAT1069230D
Authority: DE
Priority date: 1955-11-28
Publication date: 1959-11-19
Also published as: US2888832A; FR1165559A; GB807359A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung des Abstands zwischen zwei relativ zueinander verstellbaren Teilen und zur Anzeige dieser Einstellung. Die Erfindung betrifft insbesondere, obwohl nicht ausschließlich, Abstimmanzeigevorrichtungen zur Verwendung bei Mikrowellen-Resonator-Elektronenröhren einstellbarer Frequenz.

Häufig ist die Anzeige der Betriebsfrequenzelektronenröhre erwünscht, etwa eines Klystrons mit einstellbaren Vorrichtungen zur Änderung seiner Frequenz. Gewöhnlich ändert man die Frequenz einer solchen Röhre, indem man den Abstand zwischen zwei für Elektronen durchlässigen Gitterelementen verändert, die den Klystronresonatorspalt bilden. Im allgemeinen erreicht man das dadurch, daß man eines der Gitterelemente mit Vorrichtungen befestigt, die eine biegsame Membran enthalten, so daß der Abstand zwischen den Gittern und damit die Kapazität des Resonators verändert wird.

Jede einzelne Röhre der erwähnten Art erfordert eine bestimmte Resonatorspaltweite, bei der die Röhre auf ihrer Bandmittenfrequenz arbeitet. Dies erfordert, daß eine Abstimmanzeigevorrichtung für eine derartige Röhre deren individuellen Frequenzbedingungen eigens angepaßt werden muß, da selbst Röhren vom gleichen Typ und von gleicher Größe zum Betrieb bei der Bandmittenfrequenz verschiedene Spaltweiten benötigen. Eine eigens angepaßte Anzeigevorrichtung wäre jedoch ungebührlich kostspielig, so daß man die Röhre ohne Abstimmanzeigevorrichtung herstellen würde. Die Fortlassung einer solchen Anzeigevorrichtung bewirkt einen Zeitverlust bei der Bedienung und verringert die Lebensdauer der Abstimmembran, da man die Mitte der Betriebsfrequenz der Röhre aufs Geratewohl suchen muß.

Es ist in diesem Zusammenhang bei einer Mikrometerschraube, d. h. bei einer Vorrichtung, die gegebenenfalls zur Einstellung und zur Anzeige des Abstandes zwischen zwei relativ zueinander verstellbaren Teilen dient, bereits bekannt, zwei mit Schraubgewinden miteinander im Eingriff stehende Einsteilglieder vorzusehen, deren jedes mit je einem der beiden in ihrem Abstand einzustellenden Teile verbunden ist. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß der Abstand zwischen den Teilen durch eine Schraubbewegung verändert wird, wobei miteinander zusammenwirkende Markierungen auf den beiden Einstellgliedern zur Anzeige des eingestellten Abstands dienen.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einstellung des Abstandes zwischen zwei relativ zueinander verstellbaren Teilen und zur Anzeige dieser Einstellung, beispielsweise zur Verwendung als Abstimmanzeigevorrichtung für Kurzwellenröhren, ins-Vorrichtung
zur Einstellung und Anzeige des Abstands zwischen zwei Teilen

Anmelder:
Sperry Rand Corporation,
New York, N.Y. (V.St.A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. C Wallach, Patentanwalt,
München 2, Kaufingerstr. 8

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 28. November 1955

Berl C Winters, Gainesville, Alachua, Fla. (V. St. A.), ist als Erfinder genannt worden

besondere vom Klystrontyp, bei welcher zwei mit Schraubgewinde miteinander im Eingriff stehende Einstellglieder vorgesehen sind, deren jedes mit einem der beiden Teile verbunden ist, derart, daß der Abstand zwischen den Teilen durch eine Schraubbewegung verändert werden kann, und bei der eine Abstandsanzeigevorrichtung vorgesehen ist, die miteinander zusammenwirkende Markierungen auf den beiden Einsteilgliedern aufweist.

Gemäß der Erfindung wird eine derartige Vorrichtung so ausgebildet, daß das eine der Einsteliglieder in bezug auf das andere Einstellglied und auf das Teil, mit dem es selbst verbunden ist, ohne Änderung des Abstandes zwischen den Teilen eingestellt werden kann, derart, daß die Anzeigevorrichtung bei einem gegebenen Abstand auf Null einstellbar ist.

Gegenüber der bekannten Vorrichtung weist die gemäß der Erfindung ausgebildete Anordnung den Vorteil auf, daß bei jedem beliebigen eingestellten Abstand die Anzeigevorrichtung ohne Änderung des Abstandes zwischen den Teilen auf Null eingestellt werden kann. Diese Möglichkeit besteht bei der bekannten Vorrichtung nicht.

909 649/305

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß das eine der Einsteilglieder zwei koaxiale Schraubgewinde aufweist, deren eines mit dem Teil, mit welchem das Einstellglied verbunden ist, und deren anderes mit dem anderen Einstellglied im Eingriff steht, wobei die Gewinde gleiche Richtung und Ganghöhe haben.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das andere EinStellglied mit dem ihm zugeordneten Teil durch ein Schraubgewinde verbunden ist, das mit den anderen Schraubgewinden koaxial ist und entweder eine von diesen verschiedene Ganghöhe oder entgegengesetzte Richtung oder sowohl verschiedene Ganghöhe als auch entgegengesetzte Richtung hat. ¹S

Die Erfindung ist allgemein bei Vorrichtungen zur Einstellung des gegenseitigen Abstands zweier Teile beliebiger Art anwendbar.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand der Zeichnung. In dieser zeigt

Fig. 1 in perspektivischer Ansicht ein Reflexklystron mit der neuartigen Abstimmanzeigevorrichtung nach der Erfindung, Fig. 2 die Anordnung der Fig. 1 in Draufsicht,

Fig. 3 in vergrößertem Längsschnitt die Abstimmanzeigevorrichtung der Fig. 1,

Fig. 4 in vergrößerter Seitenansicht die Abstimmanzeigevorrichtung der Fig. 1,

Fig. S das Oberteil der in Fig. 4 gezeigten Vorrichtung in Draufsicht.

Die Fig. 1 zeigt ein übliches Reflexklystron, wie in der USA.-Patentschrift 2 414785 beschreiben, zusammen mit der Abstimmanzeigevorrichtung nach der Erfindung. Da das Klystron bekannt ist, erübrigt sich seine detaillierte Beschreibung.

Die Frequenz des genannten Klystrons kann auf übliche Weise durch Änderung des Abstands zwischen zwei Gitterelementen 11 und 12 geregelt werden, die den Resonatorspalt des Klystronresonators 13 bestimmen. Eine Vergrößerung des Abstands zwischen den Elementen 11 und 12 verringert die Kapazität des Resonators 13 und erhöht seine Resonanzfrequenz und damit die Frequenz des Klystrons. Eine Verringerung des Abstands zwischen den Gitterelementen 11 und 12 erniedrigt umgekehrt die Klystronfrequenz.

Das Gitter 12 wird von der oberen Wandung des Resonators 13, das Gitter 11 vom Ende eines einspringenden Teils 14 des Resonators 13 getragen. Das Teil 14 wird im Inneren des Resonators 13 durch eine biegsame Menbran 16 gehalten, so daß der relative Abstand zwischen den Gittern 11 und 12 zur Abstimmung des Klystrons leicht verstellbar ist.

Ein erster Flansch 17 ist mit der oberen Hälfte der Klystronröhre und der oberen Wandung des Resonators 13 verbunden. Ein zweiter Flansch 18 ist an der unteren Hälfte der Klystronröhre angebracht, die mit dem einspringenden Teil 14 des Resonators 13 verbunden ist. Ein erstes Paar Schrauben 21, 22 und eine weitere Schraube 23 sind auf einem Kreis um das Klystron in Winkelabständen von 120° angeordnet und halten die Flansche 17 und 18 in bestimmtem Abstand voneinander. Das Schraubenpaar 21, 22 ist in öffnungen im oberen Flansch 17 geschraubt und mit Zapfen 24 (Fig. 1) zum Eingriff in entsprechende Vertiefungen auf dem Flansch 18 versehen. Federn 26 bis 28 ziehen die Flansche 17 und 18 zueinander.

Die Schraube 23 bildet einen Teil der Abstimmanzeigevorrichtung nach der Erfindung und hat einen

ersten mit Gewinde versehenen Bereich 29, der in eine entsprechende Gewindeöffnung im Flansch 18 eingreift. Ein zweiter mit Gewinde versehener Bereich 31 der Schraube 23 hat eine größere Ganghöhe als der erste Bereich 29, wobei die Schraube 23 durch den Flansch 17 geführt und an ihrem Ende mit einem Schlitz 32 zu Einstellzwecken versehen ist.

Eine Hülse 33 hält die Schraube 23 im Flansch 17, wobei die Hülse 33 auf der Innenseite bei 34 mit einem Gewinde versehen ist, das in das Gewinde des Bereichs 31 der Schraube 23 eingreift. Ein äußerer Bereich 36 der Hülse 33 ist ebenfalls mit einem Gewinde gleicher Ganghöhe versehen wie das auf der Innenseite der Hülse.

Die Hülse 33 und die Schraube 23 passen in eine öffnung 37 im Flansch 17, deren Durchmesser etwas größer ist als der der Rohrhülse 33. Zwei Muttern 38 und 39 auf den gegenüberliegenden Seiten des oberen Flansches 17 sind auf den Bereich 36 der Hülse 33 geschraubt und halten die Hülse 33 in bezug auf den Flansch 17 fest. Zwischen der Oberseite des Flansches 17 und der Unterseite der Mutter 38 ist eine Beilagscheibe 41 vorgesehen.

Das obere Ende der Hülse 33 ist mit einem daran befestigten Metallzylinder 42 versehen, der einen L-förmigen Schlitz 43 aufweist. Eine Schraube 44 (Fig. 4) dient zur Befestigung des Zylinders 42 auf der Abstimmschraube 23, sobald die Schraube 23 in einer festen Stellung bezüglich Zylinder 42 und Hülse 33 gehalten werden soll, so daß, wenn die Hülse 33 mittels der Muttern 38, 39 in bezug auf den Flansch 17 festgestellt ist, der Abstand zwischen den Flanschen 17,18 nicht verändert werden kann.

Die Abstimmschraube 23 ist mit einer Zahl ringförmiger Einteilungen oder Anzeigemarkierungen 46 versehen, welche die axiale Einstellung der Schraube 23 in bezug auf das obere Ende des Zylinders 42 anzeigen. Eine Markierung 46' von größerer Breite als die anderen Markierungen 46 gibt eine Bezugsmarkierung für die Mittelstellung der Schraube 23. Eine schwarz lackierte achsparallele Nut 47 dient zur Anzeige der Winkelstellung der Schraube 23 in bezug auf eine Oberfläche des Zylinders 42. Die genannte obere Fläche des Zylinders 42 ist mit einer Zahl in gleichen Abständen angeordneter radialer Anzeigelinien 48 versehen (s. Fig. 5), so daß die Winkelstellung der Nut 47 in bezug auf den Zylinder 42 leicht zu bestimmen ist. Beispielsweise soll die achsparallele Markierung 46 mit dem achsparallelen Teil des L-förmigen Schlitzes 43, wie in Fig. 4 gezeigt, fluchten, wenn die Oberseite des Zylinders 42 mit der Anzeigemarkierung 46' auf der Schraube 23 fluchtet.

Ein Anschlag 49 ist in dem mit Gewinde versehenen Bereich 29 der Schraube 23 zwischen den Flanschen 17 und 18 angeordnet. Der Anschlag 49 soll in der einen Grenzeinstellung der Schraube 23 gegen das untere Ende des Innengewindes 34 der Hülse 33 anschlagen, in der anderen Grenzeinstellung der Schraube 23 gegen die Oberseite des Flansches 18. Die Entfernung zwischen dem Anschlag 49 und dem unteren Ende der Schraube 23 soll zusammen mit den Ganghöhen der Gewinde in den Bereichen 29 und 31 der Schraube 23 so gewählt werden, daß, wenn der Flansch 18 in der Mitte zwischen dem Anschlag 49 und dem unteren Ende der Schraube 23 steht und die Oberseite des Zylinders 42 mit der Mittelfrequenzmarkierung 46' auf der Schraube 23 fluchtet, der Anschlag 49 bis zum Berühren des Flansches 18 die gleiche Zahl von Umdrehungen der Schraube 23 in der einen Richtung benötigt wie bei umgekehrter

Claims

Drehrichtung bis zum Berühren des unteren Endes des Innengewindes 34 der Hülse 33. Zur Verwendung der Abstimmanzeigevorrichtung nach der Erfindung muß zunächst die genaue relative Entfernung zwischen den Flanschen 17 und 18 ermittelt werden, bei der man eine Resonatorspaltweite erhält, die einer Bandmittenfrequenz für die Klystronröhre entspricht. Dies geschieht zu Beginn, nachdem man dafür gesorgt hat, daß der Flansch 18 in der Mitte zwischen dem Anschlag 49 und dem unteren Ende der Schraube 23 steht, indem man die Muttern 38 und 39 sowie die an den Schrauben 21, 22 vorgesehenen Gegenmuttern 51 bzw. 52 löst. Sodann werden die Schrauben 21, 22 eingestellt und die Muttern 38,39 in geeigneter Stellung befestigt, derart, daß für diesen Abstand zwischen den Gittern 11 und 12 das Klystron bei einer Bandmittenfrequenz arbeitet, wobei darauf zu achten ist, daß die Flansche 17 und 18 bei dieser Einstellung parallel zueinander stehen. Hierauf werden die Gegenmuttern 51 und 52 angezogen, um jede weitere Bewegung der Schrauben 21, 22 zu verhindern. Man kann dabei zusammen mit dem Klystron ein nicht gezeichnetes übliches Frequenzmeßgerät zur Bestimmung seiner Betriebsfrequenz verwenden. Sodann wird die Hülse 33 eingestellt, dabei ist die Schraube 44 lose, damit der Zylinder 42 nicht an der Schraube 23 befestigt ist, ebenso ist die Mutter 38 lose, damit die Hülse 33 nicht gegen Einstellung bezüglich der Muttern 38, 39 blockiert ist. Während dieser Einstellung werden die Muttern 38, 39 sowie die Schraube 23 durch nicht gezeigte Vorrichtungen gegen Drehung festgehalten; die Hülse 33 wird in den Muttern 38, 39 und auf der Schraube 23 so lange gedreht und eingestellt, bis das obere Ende des Zylinders 42 mit der Frequenzmittelmarkierung 46' auf Schraube 23 zusammenfällt und die achsparallele Markierung 47 auf der Schraube 23 mit dem achsparallelen Teil des L-förmigen Schlitzes 43 übereinstimmt. Dies kann man ohne Drehen der Muttern 38, 39 oder der Schraube 23 erreichen, da das auf der Schraube 23 laufende Innengewinde'der Hülse 33 die gleiche Ganghöhe wie das in den Muttern 38, 39 laufende Außengewinde der Hülse 33 hat, so daß diese sich in bezug auf die Schraube 23 und die Muttern 38, 39 frei drehen und in axialer Richtung bewegen läßt. Da die Schraube 23 während dieses Einstellverfahrens nicht gedreht wird, bleibt der Abstand zwischen den Flanschen 17, 18 unverändert und das Klystron auf seine Bandmittenfrequenz abgestimmt. Nach Beendigung des im vorigen Abschnitt beschriebenen Einstellverfahrens wird die obere Mutter 38 gegen die Beilagscheibe 41 und den Flansch 17 angezogen, so daß die Hülse 33 in bezug auf den Flansch 17 festgehalten ist. Wie ersichtlich, kann man so für jede Stellung der Flansche 17 und 18 in bezug aufeinander die Oberseite des Zylinders 42 auf die Bandmittenfrequenzmarkierung 46' an der Schraube 23 einstellen. Die Darstellung der Abstimmanzeigevorrichtung in Fig. 4 zeigt den Anzeiger in der Mittelstellung. Die Abstimmung des Resonators auf Frequenzen oberhalb bzw. unterhalb der genannten Bandmittenfrequenz geschieht in einfacher Weise mittels eines Schraubenziehers, der in einen Schlitz 32 am Oberende der Schraube 23 eingesetzt werden kann, vorausgesetzt, daß die Schraube 44 gelöst ist. Drehen der Schraube 23 bewirkt eine Veränderung des Abstands zwischen den Flanschen 17, 18 infolge der unterschiedlichen Wirkung der mit verschiedenen Ganghöhen geschnittenen Gewinde auf den Bereichen 29 und 31 der Schraube 23. Die Gewinde auf den Bereichen 29 und 31 können auch mit gleicher Ganghöhe, aber entgegengesetzter Richtung geschnitten sein, wodurch man ebenfalls eine Bewegung der Flansche 17,18 relativ zueinander erzielt. Die Oberseite des Zylinders 42 ist mit einer radialen Winkelteilung 48 (s. Fig. 5) versehen, was eine einfache Anzeige des Winkelbetrags der Verstellung der Schraube 23 gegenüber dem Zylinder 42 bezüglich einer Bandmitteneinstellung gestattet. Das kann zur Feineinstellung der Frequenz verwendet werden. Die horizontalen Ringteilstriche 46 am oberen Teil der Schraube 23 dienen zur Grobeinstellung der Frequenz. Für jede einzelne mit einer solchen Abstimmanzeigevorrichtung versehene Röhre ist eine Frequenztabelle vorgesehen, so daß die Klystronfrequenz aus den Abstimmanzeigemarkierungen 46 und 48 in der beschriebenen Weise bestimmt werden kann. Obwohl die im vorigen beschriebene Abstimmanzeigevorrichtung mit großem Vorteil bei Hochfrequenzklystronröhren der beschriebenen Art angewandt wurde, ist es ersichtlich, daß eine solche Vorrichtung ebenso vorteilhaft auch in anderen elektrischen Vorrichtungen angewandt werden kann. So kann man beispielsweise in allen Fällen, in denen ein in axialer Richtung bewegliches Teil zur Änderung der charakteristischen Eigenschaften einer elektrischen Vorrichtung dient, mit dieser eine Anzeigevorrichtung der beschriebenen Art kombinieren, wleche die Lageänderung des beweglichen Teils gegenüber einer beliebigen vorgegebenen Stellung anzeigt, bei der eine bestimmte elektrische Eigenschaft der Vorrichtung einen vorgegebenen Wert hat. Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Einstellung des Abstandes zwischen zwei relativ zueinander verstellbaren Teilen und zur Anzeige dieser Einstellung, beispielsweise zur Verwendung als Abstimmanzeigevorrichtung für Kurzwellenröhren, insbesondere vom Klystrontyp, bei welcher zwei mit Schraubgewinden miteinander im Eingriff stehende Einstellglieder vorgesehen sind, deren jedes mit einem der beiden Teile verbunden ist, derart, daß der Abstand zwischen den Teilen durch eine Schraubbewegung verändert werden kann, und bei der eine Abstandsanzeigevorrichtung vorgesehen ist, die miteinander zusammenwirkende Markierungen auf den beiden EinStellgliedern aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das eine (33) der Einsteilglieder in bezug auf das andere Einstellglied und auf das Teil (17), mit dem es selbst verbunden ist, ohne Änderung des Abstandes zwischen den Teilen eingestellt werden kann, derart, daß die Anzeigevorrichtung bei einem gegebenen Abstand auf Null einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das eine (33) der EinStellglieder zwei koaxiale Schraubgewinde (31 und 36) aufweist, deren eines mit dem Teil (17), mit welchem das Einstellglied (33) verbunden ist, und deren anderes mit dem anderen Einstellglied (32) im Eingriff steht, wobei die Gewinde gleiche Richtung und Ganghöhe haben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Feststellvorrichtung, durch welche mittels Feststellschrauben (38, 39) das Teil in bezug auf das eine EinStellglied festgestellt wird.