DE1440916A1 - Bewegliche elektrische Verbindung - Google Patents

Description

4-10-8741P 1b.7.196';i

GOiI. ISoARlAT A L¹UiIERGIi ATOl¹XiUE, Paris 7Sme (Frankreich)

Bewegliche elektrische Verbindung

Die Erfindung betrifft eine bewegliche elektrische Verbindung ■ zwischen einer in einer Ebene bewa^baren Klemme und einer festen Kleraae, die sich in .der habe eier .Bewegungsebene der beweglichen Klemme befindet.

Die Ausbildung von elektrischen Verbindungen zwischen festen und beweglichen Klemmen brin ;t vor allem Schwierigkeiten mit sich, wenn dieae Verbindungen unter Vakuum sicher bleiben sollen. Diese Bedingung gilt vor allem für Elektronenkancnen, wie sie für die Durchführung von Schweiß im ~en, 3chmalzvorgangen, Ver- % dampfungen und Grießarbeiten Anwendung finden, wobei die "Kanonen" während der Arbeiten in einem Vakuum-Arbeitsraum bewegt v/erden müssen, wie beim Schmelzen bestimmter Zonen, einer Mahtschweißung usw.

' Derartige Bewegungen führen zu zahlreichen technischen Schwierigkeiten, die mit dem Verhalten von Gleit- oder Reibkontakten im Vakuum zusammenhängen. Im Falle der Elektronenkanonen» die mit einer sorgfältig aus_:':ele"ten Elektronenoptik

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versehen sind, können änderungen in der Beheizung des¹. Heiz- ■ •drahte - welche die Rolle der Kathode spielen oder "benutzt \:eraen, um eine massive Kathode bestimmter geometrischer Abmessung durch Elektronenbombardement zn erhitzen —"gewisse Unregelmäßigkeiten des Hochspannunr,sstromes zur Folge haben. Solche Strom-Unregelmäßigkeiten müssen jev.-eils dann unbedin-t vermieden oder ihr'Auf treten verhindert "werden, nenn man die Betriebseigenschaften der Elektronenkanonen und ihre fjleionriäßice Arbeitsv/eise bis an die Leistungsgrenze ausnutzen willf dies ist beispielsweise notwendig, um die Gleichmäßigkeit von Schweißnähten sehr hoher Eindring/tiefe sicherzustellen, die nur bei großer Stabilität der elektrischen Charakteristik der Elektronenkanone einwandfrei durchführbar sind«

Der vorlie"enden Erfindung lie^t vor allem die Aufgabe zugrunde, die oben erwähnten unterschiedlichen Fachteile zu beseitigen.

Der diese Aufgabe lösende Erfindungsgerenstand ist eine elektrische Verbindung zwischen.einer in einer Ebene beweglichen Klemme und einer festen Klemme, die in der Ifuhe dieser Ebene liegt; die erfindungsgenäße elektrische Verbindung ist gekennzeichnet durch ein Band eines elastischen Metalls, dessen Querschnitt angenähert die Forr» eines Kreisbogens mit einem Zentriwinkel zwischen 10 und 90° hat, wenn das Band keiner Beanspruchung unterworfen ist, wobei dieser Zentriwinkel bis auf ungefähr O⁰ abnimmt, wenn, auf das im Querschnitt gebogene Band Kräfte einwirken, γ/elche die Mittellinie des JJandes zu ·

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bieren :suT3i3r%n; die an den Klemmen festgelegten Enden des He talllDandes liefen im wesentlichen parallel su der Ebene, in der sich die bewegliche Kleine verschiebt, und sind derart angeordnet, daß die Eittelll.ie de a Bandes in särtliclien Lagen der beweglichen Klemme die Porir. eines Kreisbogens annehmen kann, dessen Zentriwinkel üv/ischen 120 und 2TO liert und der zwei ;.*eradli ii _:e Randteile unterschiedlicher Llnge "verbindet, wobei die J.Iittellinie dos Bandes tatsächlich die;je 5¹

Die Erfindung betrifft auch aine Elektronen¹ :anone' mit einer ilehraahl de.· oben reschilderten elektrischen |Terbindungen,

wobei' ;jedes der. LIeta3 !bänder Eiit einen seiner Enden ^van eine ft-ste Zuleitun,:;sklem. e und rit seiner anderen Ende ah eine starr mit dem beweglichen Körper der Elektronenkanone verbundenen Klemme angeschlossen ist, die sich außerdem stets in einer im wesentlichen horizontalen Ebene befindet.

Die Erfindung umfaßt v.-eiterhin die in der folgenden Beschreibung erwähnten zusätzlichen Merkmale und ihre verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten.

In der Zeichnung ist eine mit erfindungs-;emäß ausgeführten elektrischen Verbindungen versehene Elektronenkanone als Ausfuhrun^sbeispiel der Erfindung veranschaulicht; es zeigen:

]?ig« 1 eine senkrecht geschnittene Teildarstellung einer erfineUm^s^emäß ausgeführten Elektronenkanone;

g, 2 eine soheiaatische Ansicht von unten aif die

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elektrischeiVerbindungen-der Elektronenkanone gemäß ' 3?ig. 1, aus der insbesondere die allgemeine Porm der _ stromleitenden Metallbänder hervorgeht?

Pig. 3 einen Querschnitt durch das Eetallband längs der Schnittlinie I-I der Pig. 2, in größerem Uaßstab.

Die elektrische Verbindung gemäß der Erfindung umfaßt im wesentlichen ein stromleitendes Eetallband zwischen einer festen und einer beweglichen "Klemme, das derart ausgebildet ist, daß es in einer zut Querschnittsebene des Bandes senkrechten Ebene genügend steif ist, um sieh einer Biegung su widersetzen, und das gleichzeitig in seiner Querschnittsebene genügend nachgiebig ist, um Bewegungen der beweglichen Kleincie gegenüber der festen Klemme zu gestatten.

Eine genauere Schilderung der Erfindung ergibt sich aus der Beschreibung einer Anwendung der Erfindung bei einer Elektronenkanone, wie sie durch die Mg. 1,2 und 3 veranschaulicht ist.

Die jeweils nur mit den für die elektrische Verbindung wesentlichen Teilen dargestellte Elektronenkanone umfaßt grundsätzlich ein evakuiertes Gehäuse 1, einen Durchführungs- -Ansatz 2, in dem Hochspannungs-Durchführungen 3 unter Abdichtung festgelegt sind', von denen jede eine isolierende Durchführungsbuchse 4, einen Anschlußleiter 5 und Dichtungsringe 6 aufvieist. Außerdem ist in der Durchf öhr ungsbuchse 4 ein von außen herangeführter Hochspannungs-Steckanschluß 7 vorgesehen. Aus den Durchführungen ragen in das Innere des dichten Gehäuses

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Schraubklemraen 8 hinein, yon denen in der Ί?±ζ. 1 nur zwei dargestellt sind. Im Innern des evakuier-.en Gehäuses 1 ist auch die eigentliche Elektronenkanone angeordnet, von der der Kanonenkörper 9, die Hochspanmmgs-Anschluiäkleinmen 10 und die Isolierteile 11 dargestellt sind} das Ganze ist auf einem einfachen fahrgestell 12 befestigt, das ^r it Rollen auf »den Schienen 13 "bewegbar ist· Der Antrieb des Fahrgestells, eier mittels einfacher mechanischer Mittel erfolgt, ist in der I?ig.1 Λ nicht dargestellt. Schließlich sind die elektrischen Isolierteile 11 geren Metallisation ge^fien die Elektronenkanone durch eine Abschirmung H geschützt.

Bei dem in Pi£> 1 dargestellten Ausi'übrun.'-sbeispiel sind zur elektrischen Verbindung zwischen den festen Klemmen S und den beweglichen Anschlußkleimen 10 der Eleketronenkanone Eetallbänder 15 vorgesehen, deren Enden einerseits an den Klemmen 8 und anderseits an den Anschlußklemmen 10 starr befestigt, z.B. angeschraubt, sind. In der ]?i ;. 1 sind nur die i lindabschnitte 15a und 15b zweiter Metallbänder dargestellt, die zwei feste Klemmen 8 und zv/ei bewegliche Anschlußklemmen 10 miteinander verbinden.

Di« Fig. 2, die eine schematische Ansicht von unten atf die Elektronenkanone gemäß Fig. 1 darae-stellt, zeigt die besondere 3?orm zweier Stromzuleitungs-Bänder, welche die elektrische Verbindung zwischen den beiden festen Klemmen 8 und den beiden* beweglichen Anschlußklemmen 10 sicherste]len. Diese Metallbänder haben insgesamt eine Haarnadelform mit zwei geraden, zu-

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einander etwa parallelen Abschnitten 15p u&ä 15-?, die jeweils- -mit einem Halbkreisbogen 15-j ineinander übersehen, dessen Krümmung die längs- und Querverschiebung der beweglichen Anschlußklemmen 10 ge ;;enü" er den festen Klemmen 8 ermöglicht, ohne Störungen in der. elektrischen Verbindung hervorzurufen.. Der Querschnitt der geradlinigen Abschnitte 15o u-nd 15-z hat - wie dies die Pig. 3 aei.'t -· eine gebogene oder 'ewölbte Porm; die Biegung verläuft im wesentlichen nach einem Kreisbogen, dessen Zentriwinkel zwischen 10 bis 90 liefen kann, aber vorzugsweise zv/ischen 40 und 45 gewählt wird; diese Krümmung erhalt die Steifigkeit des Bandes und verhindert seine Torsion. Das Dand bleibt infolgedessen im we -entliehen in der Ebene der beiden Klemmen, die es verbindet, o'^ne daß es - außer an seinen Enden - noch zusätzlich gehalten oder gestützt we-rden müßte.

In dem Bogenteil 15-j ist eier Querschnitt äes Banc.es abgeflacht, die Wölbung ist durch diejenigen Kräfte beseitigt, die auf das Band bei seiner Biegung ausgeübt v/erden. Der Krümmungshalbmesser des Bogens 15·] muß groß genug sein, um den Bieter- · stand des ursprünglich im Querschnitt gewölbten Bandes gegenüber dieser Biegung aufzuheben; der Dogenhalbmesser soll jedoch nicht einen gewissen ¥ert übersteigen, denn der V/iderstand würde wieder auftreten, wenn die Krümmung beträchtlich wird; infolgedessen soll der Zentriwinkel des Bogens zwischen 190 und 210 liegen.

Der Halbmesser des Bogens 15-] wird so v/eit als möglich im Bereich des optimalen Viertes gehalten,und zwar während

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sämtlicher Bewegungen uer "beweglichen Anschluiklerriienj dies wird durch die relative Starrheit der Verbindung ohne weiteres möglich.

Anderseits haben die Metallbänder 15 eire -;;e.-isse Steifigkeit in einer Ebene senkrecht zu ihrem Querschnitt, jedoch eine erhebliche Biegsamkeit in der 3bene ihres Querschnittes, so daio es "enlist, jedes Band an seinen beiden Enaen festzulegen, dar.it es sich in der festen Ebene hält, ganz unabhängig von der gegenseitigen Lago seiner beiden Enden«

',/e;-n das Fahrgestell auf den G-leisen 13 verschoben , so bev/e./en sich die 21ek-ronenkanonen 9 und die beweglichen Anschlußklemmen quer zueinander, wobei die geradlinigen Abschnitte 15p ^und 15* sich voneinander entfernen oder einander näher koiriäen. Dur:.;h eine solche Bev/egung viird der Bogenwinkel des Bogens 15-| geändert; dieser Bo-;'.en ändert aber nicht seinen Krümraungshalbniesser und übt infolgedessen keine Wirkung auf die ,/ölbung des Bandes aus.

In 3ewisaen Fällen kann man auch die llöglichkeit vorsehen, dieser transversalen Verschiebung eine noch wesentlich größere Amplitude zu geben, inuen man das Band an den Kleinen unter einer gewissen Heizung relativ zu der Verschiebungsebene der beweglichen Elerrne festlegt? diese Maßnahme gestattet es, daß das Band meinerseits eine geringe iieigungs- oder Schräglage gegenüber der Ausgangsebene der beiden Klemmen annimmt. Die Elektronenkanone kann so in der (Transversalebene verschoben werden und der geradlinige Abschnitt des

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an die "bewegliche Klenge fest angeschlossenen Bandes kam*. den an die feste Elerr e angeschlossenen ISandab schnitt kreuzen.

Die erfindun^s^eraäSe elektriscJie Verbindung gestattet außerdem Lärigsverschiebun^en dei" Sanone und ihrer Anschlußklemmen 10, die jeweils zu einer Minderung der Längen der geradlinigen üandabschnitte 15p ^Lmd 15* führen, aber nicht den Krümmungshalbmesser des Halbkreisbogens 15-j ändern. Bei einer derartigen Län,;;sverSchiebung ändert sich der Querschnitt des gewölbten Bandes stetig, wobei die Wölbung in den von dem Bogen erfaßten Teilen des Bandes verschwindet und sich selbsttätig beim Übergang in einen geradlinigen Bandteil wieder einstellt.

Als Beispiel sei angegeben, daß in- einer mit erf indungs·«· gemäßen elektrischen Verbindungen ausgestatteten Eld&ronenkanone als Verbindungsleiter zwischen den festen und beweglichen Klemmen.vier einander gleiche Metallbänder verwendet wurden, deren charakteristische Werte sind:

Länge 400 mm

Breite 15 mm Bandstärke O,2 mm

Querschnittswölbung-Halbmesser 20 mm

Krümmung im Umlenkbogen-Halbmesser 18 bis 20 mm

Der für die Herstellung der Bänder verwendete Stahl ist ein Pederbandsjtahl.

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Durch ein derartiges Band lassen sich 2 "bis 3 A ohne weiteres übertragen.

Es dürfte selbstverständlich sein, d'iß die Erfindung nicht auf das beschriebene und dargestellte Aiisfiihru:¹ -sbeispiel beschränkt ist. Bei Bedarf kann man andere -''es ta !tunken und anders Anordnungen vorsehen, ol.-.ne deshalb ,..en i-iaivr.en der Erfindung zu verlassen.

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Claims (5)

Patentansprüche

1. Elektrische Verbindung zwischen ii.-'er in einer Ebene bewegbaren Kle?mue und einer festen K2er_-e,- die sieb in cer Mähe der Ebene befindet, gekennzeichnet d u roh ein Band (15.) ein -s elastischen lie ta Ils, dessen Querschnitt angenähert -die Pom eines Ereisbov'ens (Pig. 3) hat, der einen Zentriwinkel zwischen 10 und 90 entspricht, r/ena das Band keiner Beanspruchung unterworfen ist, aber bis auf ungefähr O abnimiit, wenn auf das Land Kräfte einwirken, welche die Mittellinie des Bandes zu biegen suc'ien, wobei die an den Klemmen (8,10) festgelegten Enden dos Bandes im wesentlichen parallel ^r:ur Be-.'egungsebehe Cer beweglichen Kleruie (1O) liegen und derart angeordnet sind, daß die Ilitta!linie des Sandes in. sämtlichen Lagen der beweglichen Sie "ine die Po rn eines Kreisbogens (15) P.it einem Zentriwinkel zwischen 120 und 210° annehmen kar.n, der zwei geradlinige Bandteile unterschiedlicher Länge verbindet.

2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (15) die Porm eines U nit einen Halbkreisbo.'en (15-j) zwischen zwei geradlinigen Abschnitten (15₂» 15^) hat.

3. Terbindung nach Anspruch 1, dadurch -ekennzeichnet, daß das. Metallband (1.5) an jeder der beiden Klemmen (S, Ίν) nit einer geringen !Teilung seiner Mittellinie relativ zu der Uewegungs- eloene der beweglichen Klem:.ie festgelegt ist.

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4. Verbindung nach Anspruch 1, asdurch gekennzeichnet, daß das retairband (15) aus Stahl, insbesondere ÜTederatanl, "besteht.

5. Elektronenkanone, cekeniiseich.net durch mehrere elektrische Verbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei jedes der Iletallbänder (15) rcit einem seiner Enden an einer ortsfesten StromspeisekleP-i'-e' (8) und mit dem anderen Ende an einer an dem beweglichen Körper (9) der Elektronenkanone sitzenden Anschlußklemme (10) fest^ele^t ist, die sich überdies in einer Ebene befindet, die in wesentlichen parallel ku der Be"feeun^sebene der Kanone· lie.^t.

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