DE1286654B - Hohlzylindrische Magnetanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hohlzylindrische Magnetanordnung zur Erzeugung eines rotationssymmetrischen, achsparallelen Magnetfeldes, mit einem hohlzylindrischen Permanent- oder Elektromagnet und mit einer in diesem untergebrachten Feldkorrektureinrichtung zur Verbesserung der Symmetrie und Homogenität des Feldes, die aus senkrecht zur Zylinderachse angeordneten, in axialer Richtung abwechselnd aufeinanderfolgenden hochpermeablen und nichtmagnetisierbaren Elementen besteht.

Rotationssymmetrische Magnetfelder werden mit Hilfe von Elektromagneten oder Systemen von Permanentmagneten erzeugt. Es ist bekannt, daß in der Praxis Abweichungen in der Homogenität des Materials insbesondere bei Permanentmagneten oder bauliehe Mängel der Anordnung die gewünschte Symmetrie und Homogenität der zu erzeugenden Felder beträchtlich verändern. Die Wirkung ist die, als ob sich dem gewünschten magnetischen Feld unsymmetrische transversale Komponenten überlagern würden. Diese unerwünschten Komponenten können mit Hilfe von Feldkorrektureinrichtungen stark herabgesetzt werden.

Auf diese Weise korrigierte magnetische Felder werden bei zahlreichen Anwendungen verwendet und gestatten es insbesondere, die Fokussierung von Elektronenstrahlen in Wanderfeldröhren zu verwirklichen, wo der Energieaustausch zwischen einer Mikrowelle und einem parallel zur Ausbreitungsrichtung der Welle verlaufenden Elektronenstrahl ausgenutzt wird.

Es ist bereits eine Feldkorrektureinrichtung bekannt (USA.-Patentschrift 2 942 141), die aus einem Stapel von sehr dünnen Scheiben aus einem magnetischen Material hoher Permeabilität besteht, zwisehen denen jeweils verhältnismäßig dicke Scheiben aus einem nichtmagnetisierbaren Material angeordnet sind. Die Scheiben verlaufen senkrecht zur Achse eines durch die Öffnungen in der Scheibe verlaufenden rotationssymmetrischen Magnetfeldes. Dieses Magnetfeld wird von einem hohlzylindrischen Permanentmagneten erzeugt. Es ist auch eine weitere Feldkorrektureinrichtung bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 042 140), die sich von der voraus erwähnten nur unwesentlich unterscheidet. Der Hauptunterschied besteht darin, daß der hohlzylindrische Permanentmagnet bei der voraus erwähnten Korrektureinrichtung durch einen zusammengesetzten Permanentmagnet ersetzt wird, bei dem zwischen den einzelnen Magnetstücken weichmagnetische Bleche angeordnet sind. Diese Unterteilung in zahlreiche sehr kurze Teilmagnete kann jedoch außer Betracht bleiben, da der dadurch gegebene Unterschied für die Wirkungsweise der Feldkorrektur offensichtlich unerheblich ist. Beiden bekannten Magnetanordnungen ist gemeinsam, daß zwischen der Feldkorrektureinrichtung und dem hohlzylindrischen Permanentmagnet ein freier Raum vorhanden ist, durch den die Korrekturwirkung keineswegs verbessert, jedoch der Raumbedarf für dieselbe wesentlich erhöht wird.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Feldkorrektureinrichtung zu schaffen, die gegenüber den bekannten Korrektureinrichtungen einen wesentlich kompakteren Aufbau besitzt und außerdem ein rotationssymmetrisches, achsparalleles Magnetfeld höchster Qualität liefert.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß jedes hochpermeable Element aus zwei oder mehreren konzentrischen Ringen aus einem magnetischen Werkstoff hoher Permeabilität mit in der gleichen Ebene dazwischenliegenden konzentrischen Ringen aus einem nichtmagnetisierbaren Werkstoff besteht.

Diese neue Anordnung ergibt bei Magnetfeldern mit Rotationssymmetrie eine beträchtlich verbesserte Korrektur im Vergleich zu bekannten Korrektureinrichtungen. Die experimentell festgestellte Verbesserung wird auch durch die Rechnung bestätigt.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt der Korrektureinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt nach LinieH-II in Fig. 1 und

F i g. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in F i g. 1.

In den 3 Figuren ist ein zylindrischer Permanentmagnet 1 dargestellt, in dessen Inneren eine Feldkorrektureinrichtung 2 angeordnet ist. Diese weist nichtmagnetisierbare Scheiben 3 auf, die mit Elementen abwechseln, von denen jedes in der gleichen Ebene drei konzentrische Ringe 4 aus einem magnetischen Werkstoff hoher Permeabilität umfaßt, die voneinander durch nichtmagnetisierbare Ringe 5 getrennt sind.

Die nichtmagnetisierbaren Teile sind z.B. aus Bakelit, Aluminium usw. hergestellt. Die Scheiben 3 und die sie trennenden zusammengesetzten Elemente 4, 5 sind in senkrecht zur Achse des Zylinders 1 stehenden Ebenen angeordnet. Die Scheiben 3 und die kleinsten der Ringe 4 oder 5 haben Öffnungen gleichen Durchmessers, welche einen mit dem Magneten 1 koaxialen Zylinder bilden.

An den beiden Enden des Zylinders 1 durch geeignete Mittel befestigte Haltescheiben 6 dienen dazu, die gesamte Feldkorrektureinrichtung festzuklemmen und in ihrer Lage zu halten.

Mit einer derartigen Vorrichtung erhält man ein entlang der Achse des Zylinders 1 geführtes Magnetfeld, welches praktisch frei von unsymmetrischen Radialkomponenten ist.

Die gleichen Ergebnisse werden natürlich erhalten, wenn an Stelle des in dem Beispiel dargestellten Permanentmagneten Elektromagnete verwendet werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hohlzylindrische Magnetanordnung zur Erzeugung eines rotationssymmetrischen, achsparallelen Magnetfeldes, mit einem hohlzylindrischen Permanent- oder Elektromagnet und mit einer in diesem untergebrachten Feldkorrektureinrichtung zur Verbesserung der Symmetrie und Homogenität des Feldes, die aus senkrecht zur Zylinderachse angeordneten, in axialer Richtung abwechselnd aufeinanderfolgenden hochpermeablen und nichtmagnetisierbaren Elementen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß jedes hochpermeable Element aus zwei oder mehreren konzentrischen Ringen (4) aus einem magnetischen Werkstoff hoher Permeabilität mit in der gleichen Ebene dazwischenliegenden konzentrischen Ringen (5) aus einem nichtmagnetisierbaren Werkstoff besteht.