DE1114595B

DE1114595B - Dauermagnetsystem mit Oxydkeramikmagneten fuer Magnetronroehren

Info

Publication number: DE1114595B
Application number: DED32103A
Authority: DE
Inventors: Helmut Boehm
Original assignee: DEUTSCHE MIKROWELLEN GmbH
Current assignee: DEUTSCHE MIKROWELLEN GmbH
Priority date: 1959-12-11
Filing date: 1959-12-11
Publication date: 1961-10-05

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

D 32103 IXd/21g

ANMELDETAG: 11. DEZEMBER 1959

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UNDAUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 5. OKTOB E R 1961

Die Erfindung befaßt sich mit einem Dauermagnetsystem mit Oxydkeramikmagneten für Magnetronröhren, das preiswert, unempfindlich gegen Fremdfelder und ohne Induktionsverlust demontierbar ist.

Es ist ein Dauermagnetsystem für Magnetronröhren, bei denen das für den Betrieb der Röhre erforderliche Magnetfeld zwischen zwei einander gegenüberstehenden, einen Teil des Vakuumgefäßes bildenden Polschuhen erzeugt wird, bekannt, das aus parallel zur Röhrenachse und vorzugsweise symmetrisch hierzu angeordneten oxydkeramischen Dauermagneten besteht, deren jeweilige Polflächen mit Weicheisenplatten abgedeckt sind und bei dem die jeweils gleichnamigen Pole der Dauermagnete durch ferromagnetische Jochbügel, die auf den Weicheisenplatten und den einen Teil des Vakuumgefäßes bildenden Polschuhen aufliegen, miteinander verbunden sind (s. deutsche Auslegeschrift 1053 676).

Die Nutzfeldstärke derartiger Dauermagnetsysteme ist relativ gering wegen des ungünstigen Verhältnisses der Magnetlänge zum Magnetdurchmesser und wegen der hohen Streufeldverluste.

Die Erfindung betrifft ein Dauermagnetsystem mit Oxydkeramikmagneten für Magnetronröhren, bei denen das für den Betrieb der Röhre erforderliche Magnetfeld zwischen zwei in Richtung der Röhrenachse einander gegenüberstehenden Polschuhen erzeugt wird.

Die Erfindung ist nach einer grundsätzlichen Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß an jeder der Röhrenstirnseiten koaxial zur Röhrenachse ein axialsymmetrischer Polschuh vorgesehen ist, der in Richtung der Röhrenachse nach außen hin offen ist und dessen parallel zur Röhrenachse verlaufende äußere Mantelfläche mehrere vorzugsweise ringförmige, in axialer Richtung magnetisierte Oxydkeramikmagnete trägt, die mit jeweils gleichnamigen Polen an der äußeren Polschuhmantelfläche anliegen, derart, daß die dem einen Polschuh zugeordneten Oxydkeramikmagnete entgegengesetzt gepolt sind wie die dem anderen Polschuh zugeordneten Oxydkeramikmagnete, und daß die von der Mantelfläche des einen Polschuhes abliegenden Magnetpole mit den von der Mantelfläche des anderen Polschuhes abliegenden Magnetpolen durch ein Magnetjoch aus ferromagnetischem Material verbunden sind.

Nach einer anderen grundsätzlichen Ausführungsform ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß an jeder der Röhrenstirnseiten koaxial zur Röhrenachse ein axialsymmetrischer Polschuh vorgesehen ist, der in Richtung der Röhrenachse nach außen hin offen ist und dessen parallel zur Röhrenachse ver-Dauermagnetsystem

mit Oxydkeramikmagneten

für Magnetronröhren

Anmelder:

Deutsche Mikrowellen Gesellschaft m.b.H., Freiburg (Breisgau)

Helmut Böhm, Freiburg (Breisgau), ist als Erfinder genannt worden

laufende äußere Mantelfläche einen ringförmigen, in radialer Richtung magnetisierten Oxydkeramikmagnet trägt, der mit einem Pol an der äußeren Polschuhmantelfläche anliegt, derart, daß der dem einen Polschuh zugeordnete Oxydkeramikmagnet entgegenge-

a5 setzt gepolt ist wie der dem anderen Polschuh zugeordnete Oxydkeramikmagnet, und daß der von der Mantelfläche des einen Polschuhes abliegende Magnetpol mit dem von der Mantelfläche des anderen Polschuhes abliegenden Magnetpol durch ein Magnetjoch aus ferromagnetischem Material verbunden ist.

Zweckmäßigerweise besteht jeder Oxydkeramikmagnet aus mehreren koaxial aufeinandergestapelten ringförmigen Teilmagneten, die an den Stirnseiten des Oxydkeramikmagnets mit ringförmigen Polplatten aus Weicheisen abgedeckt sind, und diese Anordnung ist mittels einer im Innern derselben angebrachten hohlnietartigen, unmagnetischen Metallhülse zu einer Baueinheit zusammengefügt, deren magnetische Induktion durch Einschieben von geschlitzten Nebenschlußhülsen, die aus einer Eisen-Nickel-Legierung mit starker Temperaturabhängigkeit der Magnetisierung und niedrigem Curiepunkt bestehen, auf den Sollwert eingestellt wird.

Ein derartiges Dauermagnetsystem bedarf eines sehr geringen Magnetvolumens, um die gewünschte Nutzfeldstärke im Luftspalt zu erreichen. Das Verhältnis der Länge der einzelnen Magneteinheiten zu ihrem Durchmesser kann nämlich den Eigenschaften des Oxydkeramikmaterials entsprechend klein gewählt werden. An den äußeren Polschuhmantelflächen stehen sich die Magneteinheiten mit jeweils gleichnamigen Polen gegenüber. Das Streufeld der Magnet-

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einheiten wird in Richtung der Röhrenachse verdrängt und dadurch das Nutzfeld im Luftspalt vergrößert. Versuche haben ergeben, daß bei Anordnungen gemäß der Erfindung etwa die doppelte Nutzfeldstärke im Luftspalt erreicht wird wie (bei gleichem Magnetvolumen) bei der bekannten Anordnung. Der Preis der benutzten Magnetringe beträgt etwa 25 % des Preises der Alnico-Magnete, die bei herkömmlicher Bauweise für das gleiche Nutzfeld erforderlich wären.

Durch das Einschieben einer entsprechenden Zahl von Nebenschlußhülsen läßt sich der Induktions-Sollwert jeder einzelnen Magneteinheit bequem einstellen. Dieser Abgleich der einzelnen Magneteinheiten auf gleichen Wert der Induktion ist im Hinblick auf die Längssymmetrie des Feldes im Elektronenlaufraum der Magnetronröhre von großer Bedeutung. Der Werkstoff der Nebenschlußhülsen kompensiert die starke Temperaturabhängigkeit des Oxydkeramikmaterials, die den größten Nachteil derartiger Magnete darstellt.

Eine weitere Ausgestaltung des Erfindungsgegenstandes besteht darin, daß die beiden Polschuhe rotationssymmetrische Körper sind und das die Oxydkeramikmagnetringe verbindende Magnetjoch aus einem ferromagnetischen Rohr kreisförmigen Querschnitts besteht, das senkrecht zur Röhrenachse geteilt ist, und daß der Induktionsabgleich durch Annähern von Blechringen, die aus einer Eisen-Nickel-Legierung mit starker Temperaturabhängigkeit der Magnetisierung und niedrigem Curiepunkt bestehen, an die Oxydkeramikmagnetringe erfolgt.

Vorteilhaft ist, daß der Auskoppelstutzen der Röhre und bei Anwendung von Wasserkühlung auch die hierfür vorgesehenen Anschlüsse mit dem Magnetjoch mechanisch verbunden sind und daß die äußere Befestigungseinrichtung für die gesamte, aus Röhre und Dauermagnetsystem bestehende Baueinheit ebenfalls mit dem Magnetjoch oder dem daran befestigten Auskoppelstutzen der Röhre mechanisch verbunden ist.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit acht Magneteinheiten, von denen nur vier siehtbar gezeichnet sind, in einem Mittelschnitt durch die Röhrenachse (Kathodenachse) und den Auskoppelstutzen; die Röhre selbst ist strichpunktiert angedeutet;

Fig. 2 zeigt das gleiche Ausführungsbeispiel der Erfindung in einer Seitenansicht;

Fig. 3 zeigt eine montierte und vorabgeglichene Magneteinheit;

Fig. 4 zeigt ein Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung mit zwei radial magnetisierten Magnetringen.

Nach Fig. 1 ist die Magnetrpnröhre 1 mit zwei in Richtung der Röhrenachse einander gegenüberstehenden, einen Teil des Vakuumgefäßes bildenden Einbaupolschuhen 2 versehen, zwischen denen das für den Betrieb der Röhre notwendige Magnetfeld (Nutzfeld) erzeugt wird. An jeden Einbaupolschuh 2 schließt sich ein axialsymmetrischer äußerer Polschuh 3 an, der an seiner parallel zur Röhrenachse liegenden äußeren Mantelfläche vormontierte und auf einen bestimmten Induktions-Sollwert abgeglichene Einheiten von Oxydkeramikmagneten trägt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Mantelflächen der äußeren Polschuhe 3 etwa Seitenflächen eines Würfels. Jede Magneteinheit besteht entsprechend Fig. 3 aus je zwei ringförmigen Oxydkeramikmagneten 4, zwei Polplatten 5 aus Weicheisen und einer hohlnietartigen Messinghülse 6. Die beiden Magnetringe 4 berühren einander mit ungleichnamigen Polen, so daß die Polplatten 5 dem Nord- bzw. Südpol der Einheit anliegen. Jede Einheit ist mit einem Schutzband 7 umklebt. Der Nordpol ist jeweils durch einen Markierungsstreifen 8 markiert. Die durch die Messinghülse 6 zusammengehaltene Einheit ist durch Einschieben einer Anzahl verschieden langer, mit einem Schlitz 9 versehener Nebenschlußhülsen 10, die aus einer Eisen-Nickel-Legierung mit starker Temperaturabhängigkeit der Magnetisierung und niedrigem Curiepunkt bestehen, auf den gewünschten Induktions-Sollwert abgeglichen.

Die Magneteinheiten liegen nach Fig. 1 an einen äußeren Polschuh 3 mit dem Nordpol, am anderen mit dem Südpol an. Die magnetische Verbindung zwischen beiden Seiten wird durch vier Einzelmagnetjoche 11 hergestellt. Die mechanische Verbindung zwischen den Einzelmagnetjochen 11, den Magneteinheiten 4, 5 und den äußeren Polschuhen 3 erfolgt durch die Messingschrauben 12. Dieses Ausführungsbeispiel des Dauermagnetsystems enthält acht Magneteinheiten und vier Einzelmagnetjoche, wie aus den Fig. 1 und 2 zu ersehen ist.

Der in Fig. 1 mit 13 bezeichnete Auskoppelstutzen für die Hochfrequenzenergie ist durch die im unteren Teil geschlitzte Anschlußhülse 14, die Klemmhülse 15 und den Flansch mit Befestigungsschrauben 16 mit dem oberen Einzelmagnetjoch 11 fest verbunden. Die Anschlußhülse 14 führt mitten durch das obere Einzelmagnetjoch hindurch. Sie trägt an ihrem äußeren Ende eine Überwurfmutter 17, die zur Befestigung der Röhre zusammen mit dem Dauermagnetsystem, beispielsweise an einem (mit Hochfrequenzenergie zu speisenden) Hohlleiter, dient.

Nach Fig. 2 ist in entsprechender Weise auch der Anschluß für die dort eingezeichnete Wasserkühlung durch eines der Einzelmagnetjoche hindurchgeführt. Die untereinanderliegenden Schlauchnippel 18 sind durch die Anschlußrohre 19, die durch Bohrungen des linken Einzelmagnetjoches 11 hindurchgehen, mit dem Kühlmantel 20 der Röhre verbunden, der auf diese Weise mechanisch entlastet ist. In Fig. 4 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die an die Einbaupolschuhe 2 sich anschließenden äußeren Polschuhe 3 sind hier rotationssymmetrische Körper in bezug auf die horizontal verlaufende Achse der Röhre. An den äußeren Mantelflächen der beiden äußeren Polschuhe 3 liegen zur Röhrenachse koaxiale Magnetringe 21 an, die in radialer Richtung mit einander entgegengesetzter Polarität magnetisiert sind. Sie sind durch je einen Befestigungsflansch 22 aus Messing auf den äußeren Polschuhen 3 befestigt. Das rohrförmige Magnetjoch ist in zwei Hälften 23 und 24 beiderseits der Trennfuge 25 geteilt. Jede Hälfte ist auf einen Magnetring 21 aufgeschoben und mit dem Befestigungsflansch 22 verschraubt. Der gewünschte Induktionswert wird nach der Montage an jeder Hälfte des Magnetsystems mittels eines Abgleichringes 26 eingestellt, der aus der bereits obenerwähnten Eisen-Nickel-Legjerung hergestellt ist und auf den Befestigungsflansch 22 geschraubt wird. Festeres Aufschrauben erhöht den magnetischen Nebenschluß und verringert die Induktion. Nach Erreichen des Induktions-Sollwertes wird der Abgleichring 26 z. B.

mit einer Lacksicherung festgelegt. Die abgeglichenen Teile schließen sich um die Röhre zum fertigen Dauermagnetsystem. Die Durchführung des Auskoppelstutzens 13 und der Kühlwasseranschlüsse entspricht der Ausführung nach den Fig. 1 und 2. Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in den Figuren angegebenen Ausführungsbeispiele. Sie kann z.B. auch bei Röhren ohne Einbaupolschuhe angewandt werden.

IO

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

1. Dauermagnetsystem mit Oxydkeramikmagneten für Magnetronröhren, bei denen das für den Betrieb der Röhre erforderliche Magnetfeld zwischen zwei in Richtung der Röhrenachse einander gegenüberstehenden Polschuhen erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder der Röhrenstirnseiten koaxial zur Röhrenachse ein axialsymmetrischer Polschuh (3) vorgesehen ist, der in Richtung der Röhrenachse nach außen hin offen ist und dessen parallel zur Röhrenachse verlaufende äußere Mantelfläche mehrere vorzugsweise ringförmige, in axialer Richtung magnetisierte Oxydkeramikmagnete (4) trägt, die mit jeweils gleichnamigen Polen an der äußeren Polschuhmantelfläche anliegen, derart, daß die dem einen Polschuh zugeordneten Oxydkeramikmagnete entgegengesetzt gepolt sind wie die dem anderen Polschuh zugeordneten Oxydkeramikmagnete, und daß die von der Mantelfläche des einen Polschuhes abliegenden Magnetpole mit den von der Mantelfläche des anderen Polschuhes abliegenden Magnetpolen durch ein Magnetjoch (11) aus ferromagnetischem Material verbunden sind (Fig. 1 und 2).

2. Dauermagnetsystem mit Oxydkeramikmagneten für Magnetronröhren, bei denen das für den Betrieb der Röhre erforderliche Magnetfeld zwischen zwei in Richtung der Röhrenachse einander gegenüberstehenden Polschuhen erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an jeder der Röhrenstirnseiten koaxial zur Röhrenachse ein axialsymmetrischer Polschuh (3) vorgesehen ist, der in Richtung der Röhrenachse nach außen hin offen ist und dessen parallel zur Röhrenachse verlaufende äußere Mantelfläche einen ringförmigen, in radialer Richtung magnetisierten Oxydkeramikmagnet (21) trägt, der mit einem Pol an der äußeren Polschuhmantelfläche anliegt, derart, daß der dem einen Polschuh zugeordnete Oxydkeramikmagnet entgegengesetzt gepolt ist wie der dem anderen Polschuh zugeordnete Oxydkeramikmagnet, und daß der von der Mantelfläche des einen Polschuhes abliegende Magnetpol mit dem von der Mantelfläche des anderen Polschuhes abliegenden Magnetpol durch ein Magnetjoch (23, 24) aus ferromagnetischem Material verbunden ist (Fig. 4).

3. Dauermagnetsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Oxydkeramikmagnet (4) aus mehreren koaxial aufeinandergestapelten ringförmigen Teilmagneten besteht, die an den Stirnseiten des Oxydkeramikmagnets mit ringförmigen Polplatten (5) aus Weicheisen abgedeckt sind, und daß diese Anordnung mittels einer im Innern derselben angebrachten hohlnietartigen, unmagnetischen Metallhülse (6) zu einer Baueinheit !zusammengefügt ist, deren magnetische Induktion durch Einschieben von geschlitzten Nebenschlußhülsen (10), die aus einer Eisen-Nickel-Legierung mit starker Temperaturabhängigkeit der Magnetisierung und niedrigem Curiepunkt bestehen, auf dem Sollwert eingestellt wird (Fig. 3).

4. Dauermagnetsystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Polschuhe (3) rotationssymmetrische Körper sind und das die Oxydkeramikmagnetringe (21) verbindende Magnetjoch (23, 24) aus einem ferromagnetischen Rohr kreisförmigen Querschnitts besteht, das senkrecht zur Röhrenachse geteilt ist, und daß der Induktionsabgleich durch Annähern von Blechringen (26), die aus einer Eisen-Nickel-Legierung mit starker Temperaturabhängigkeit der Magnetisierung und niedrigem Curiepunkt bestehen, an die Oxydkeramikmagnetringe erfolgt.

5. Dauermagnetsystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Auskoppelstutzen (13) der Röhre und bei Anwendung von Wasserkühlung auch die hierfür vorgesehenen Anschlüsse (18) mit dem Magnetjoch (11 bzw. 23, 24) mechanisch verbunden sind und daß die äußere Befestigungseinrichtung (14, 17) für die gesamte, aus Röhre und Dauermagnetsystem bestehende Baueinheit ebenfalls mit dem Magnetjoch oder dem daran befestigten Auskoppelstutzen der Röhre mechanisch verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen