DE1466578C - Kühlmitteldurchströmte Abstimmvorrichtung zum Einstellen einer im Hohlraumresonator eines Klystrons angeordneten Abstimmplatte - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine kühlmittel- Abstimmvorrichtung erreicht, ohne daß dabei das

durchströmte Abstimmvorrichtung zum Einstellen Kühlmittel mit den kritischen beweglichen Teilen in

einer im Hohlraumresonator eines Klystrons ange- Berührung kommt.

ordneten Abstimmplatte, die von einem mit der Eine zweckmäßige Weiterbildung des Erfindungs-

Resonatorwandung vakuumdicht verbundenen Feder- S gegenstandes besteht darin, daß die lösbare Befesti-

balg innerhalb des evakuierten Resonators gehaltert gung der Buchse über eine am Boden des Federbalges

und von außen mit einer Schraubvorrichtung ver- befestigte Schraubenmutter erfolgt, in die das mit

stellbar ist. einem Außengewinde versehene untere Ende der

Eine derartige Abstimmvorrichtung ist beispiels- Buchse eingeschraubt ist, und daß in das untere Ende

weise aus der britischen Patentschrift 828 078 be- ίο der Buchse ein flexibler Pfropfen eingesetzt ist, der

kannt. Bei diesen bekannten Abstimmvorrichtungen, von einer Stellschraube gegen den Boden des Feder-

die vor allem in Klystrons, aber auch anderen Hoch- balges gedrückt ist.

frequenzröhren und Breitband-Dezimeterwellenver- Diese Konstruktion verhindert mit einfachen stärkern hoher Leistung Anwendung finden, sind die Mitteln, daß das den topfförmigen Stützkörper durchempfindlichen Teile der Abstimmvorrichtung mit dem 15 strömende Kühlmittel zu den beweglichen Teilen der Röhrenkörper fest verbunden, so daß sie während Abstimmvorrichtung gelangt.

der Bearbeitung der Röhre, insbesondere während Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung

des Ausheizens, beschädigt werden können. Ferner wird an Hand von Figuren beschrieben,

werden bei den bekannten Abstimmvorrichtungen Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch einen

einzelne Bauteile überhaupt nicht oder nur unzu- 20 Klystronverstärker mit mehreren Resonanzhohl-

reichend gekühlt, so daß eine solche Abstimmvor- räumen, die mit einer nach der Erfindung ausgestal-

richtung die obere Leistungsgrenze der Röhre mitbe- teten Abstimmvorrichtung versehen sein können;

stimmt. Fig. 2 ist ein vergrößerter Querschnitt längs der

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Linie 2-2 der F i g. 1;

flüssigkeitsgekühlte Abstimmvorrichtung vorzuschla- 25 F i g. 3 ist ein Querschnitt längs der Linie 3-3 der

gen,· deren Teile von der übrigen Röhre leicht abzu- F i g. 2;

nehmen und gleichzeitig derart ausgebildet sind, daß F i g. 4 ist ein vergrößerter Querschnitt längs der

die gesamte Abstimmvorrichtung gleichmäßig gut ge- Linie 4-4 der F i g. 3.

kühlt wird. In F i g. 1 ist zunächst zum besseren Verständnis

Diese Aufgabe wird bei der eingangs beschriebenen 30 des Erfindungsgegenstandes der äußere Aufbau einer kühlmitteldurchströmten Abstimmvorrichtung nach Röhre gezeigt, in der die Abstimmeinrichtung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein topfförmiger, der Erfindung Verwendung finden kann. Im besonin seiner Mitte mit einem radial nach innen ragenden deren stellt eine in Segmenten aufgebaute, röhrenhohlen Rohransatz versehener Stützkörper kühlmittel- förmige Kathodenbaugruppe 11 eine Elektronenquelle dicht auf der Außenwandung des Hohlraumresonators 35 dar, die aus den Elektronen einen bleistiftartigen abnehmbar befestigt ist, daß in dem hohlen Rohr- Strahl bildet, der in Längsrichtung durch die Röhre ansatz eine hohle, mit einem Innengewinde versehene hindurchgerichtet ist. Eine Anzahl von kreisförmigen Lagerbuchse gleitend geführt ist, daß die Buchse mit Hohlraumresonatoren, nämlich ein Eingangshohlihrem unteren Ende am Boden des Federbalges lösbar raumresonator 12, ein zweiter, dritter und vierter befestigt ist, daß in das Innengewinde der Buchse 40 Bündelungshohlraumresonator 13,14,15 sowie ein eine von außen drehbare Schraube eingreift, die Ausgangshohlraumresonator 16 sind mit einer zeninnerhalb des hohlen Rohransatzes gegenüber Axial- tralen Öffnung versehen, um den bleistiftartigen verschiebungen festgelegt ist, und daß der topfförmige Elektronenstrahl durch alle Hohlraumresonatoren Stützkörper eine Kühlmittelzuflußöffnung und eine hindurchtreten zu lassen.
Kühlmittelabflußöffnung aufweist. 45 Jeder einzelne der Hohlraumresonatoren 12 bis 16

Aus der britischen Patentschrift 843 662 ist zwar ist durch eine neuartige Abstimmvorrichtung 17

bereits eine zerlegbare Abstimmvorrichtung bekannt, innerhalb eines weiten Bereiches abstimmbar. Diese

die jedoch im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand Abstimmvorrichtung 17 wird weiter unten im einzel-

mit sämtlichen Teilen in einem äußeren, nichteva- nen beschrieben. Wenn der Strahl den Ausgangs-

kuierten Hohlraum untergebracht ist. Diese bekannte 50 hohlraumresonator 16 durchsetzt, wird er in dem

Anordnung würde jedoch zu keiner befriedigenden Kollektor 18 gesammelt. Die thermische Energie, die

Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe führen, zu- von den Elektronen entwickelt wird, die auf den

mal diese bekannte Abstimmvorrichtung von keinem Kollektor 18 aufprallen, wird durch eine Kühl-

Kühlmittel durchströmt wird. flüssigkeit abgeführt, die durch den Kollektor 18 hin-

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen bieten vor 55 durchzirkuliert.

allem den Vorteil, daß die hitzeempfindlichen Teile Das HF-Signal, das verstärkt werden soll, wird der gekühlten Abstimmvorrichtung leicht entfernt dem Eingangshohlraumresonator 12 über einen werden können, so daß die Röhre während der Her- vakuumdicht befestigten Koaxialstecker 19 zugeführt, stellung ausgeheizt werden kann. Die Abstimm- Wenn der Strahl durch den Eingangshohlraumelemente, bestehend aus der Abstimmplatte, dem 60 resonator hindurchgeht, erfährt er durch die Energie Federbalg, dem Federbalgstützkörper und der des HF-Signals eine Geschwindigkeitsmodulation. Schraubenmutter, werden dabei durch eine Hilfsab- Diese Geschwindigkeitsmodulation des Strahles wird stimmvorrichtung in einer bestimmten Lage festge- in dem Lauf raum zwischen dem Eingangshohlraumhalten. Wenn die Bearbeitung der Röhre beendet und resonator 12 und dem ersten Bündelungshohlraumdie Röhre evakuiert ist, wird die Hilfsabstimmvor- 65 resonator 13 in eine Modulation der Stromdichte umrichtung abgenommen und die Abstimmvorrichtung gewandelt. Die Bündelungsresonatoren 13,14 und 15 selbst aufgesetzt. Ferner wird durch die erfindungs- verstärken die Geschwindigkeitsmodulation des gemäße Konstruktion eine Kühlung der gesamten Strahles weiter, so daß die Modulation der Strahl-

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stromdichte im Ausgangshohlraumresonator 16 er- eine öffnung besitzt und beispielsweise aus rosthöht wird. Der Ausgangshohlraumresonator 16 ent- freien Stahl hergestellt ist. In den Hohlraum · ragen zieht dann dem stromdichtemodulierten Elektronen- durch die öffnungen in dem Hohlraumhauptkörper strahl die HF-Energie. 35 und der Kopfscheibe 37 Triftröhren 38 hinein, die

Die HF-Ausgangsenergie wird über einen recht- 5 beispielsweise aus Kupfer hergestellt sein können und eckigen Wellenleiter 21 aus dem Ausgangshohlraum- etwa in der Mitte des Hohlraumes einen Wechselresonator 16 ausgekoppelt und einem geeigneten wirkungsspalt bilden.

Verbraucher wie beispielsweise einer Antenne (nicht Nun soll auf die F i g. 2, 3 und 4 verwiesen werden, gezeigt) zugeführt. Der Wellenleiter 21 ist durch eine Die Abstimmvorrichtung enthält einen tassenförmigen Vakuumfensterbaugruppe 22 vakuumdicht abge- io Abstimmkörper 51, der aus Bronzeguß hergestellt schlossen. Eine unterteilte Magnetspule 23, die nur sein kann und der mit seinem offenen Ende auf dem schematisch angedeutet ist, umgibt den Mittelteil der Montagering 36 durch Schrauben 52 und einen Rund-Röhre, der die Hohlraumresonatoren enthält, und schnurring 53 wasserdicht befestigt ist. Der Abstimmsorgt für ein starkes, längsgerichtetes Magnetfeld, das Stützkörper 51 ist mit einer einspringenden öffnung von einem Anodenpolschuh 24 in der Nähe der 15 50 versehen, die den Federbalg 32 und den Feder-Kathodenbaugruppe 11 bis zu einem Kollektorpol- balgstützkörper 34 gleitend aufnehmen kann. Außerschuh 25 in der Nähe des Kollektors verläuft und dem ist der Abstimmstützkörper 51 mit einem hohlen, den bleistiftartigen Elektronenstrahl begrenzt. zylindrischen Teil 54 versehen, das als Lagerhaltung

Der Aufbau der Hohlraumresonatoren ist in den für den Abstimmer dient und das in dem Abstimm-

F i g. 2 und 3 im einzelnen gezeigt. Im besonderen ist so stützkörper 51 axial angeordnet ist und sich in den

in dem Eingangsresonatorhohlraum 12 sowie in den Federbalg 32 hinein erstreckt. An zwei gegenüber-

Bündelungsresonatorhohlräumen 13,14 und 15 eine liegenden Seiten des Abstimmstützkörpers 51 ist die

kapazitive Abstimmplatte 31 gehaltert, und zwar an eingestülpte öffnung 50 vergrößert, und zwar an der

einem geschlossenen Ende eines flexiblen, metalli- Außenseite des Federbalgstützkörpers 34, an der

sehen Federbalges 32, der beispielsweise aus rost- 25 Innenseite des Federbalges 32 sowie am äußeren

freiem Stahl hergestellt sein kann. Die Abstimmplatte Ende des Federbalgstützkörpers 34 und des Feder-

31 hat eine Form, wie sie dem Dach und den Seiten balges 32 (s. F i g. 3 und 4). Der Abstimmstützkörper

eines Trapezes entspricht, und ist beispielsweise eben- 51 ist mit Zufluß- und Ablaufanschlüssen 55 und 56

falls aus rostfreiem Stahl hergestellt. Innerhalb des versehen, die für eine Kühlflüssigkeit bestimmt sind

Federbalges ist auf dem geschlossenen Ende, und 3° und mit diesen vergrößerten Teilen der öffnung 50

zwar auf der anderen Seite wie die Abstimmplatte 31, in Verbindung stehen.

eine Schraubenmutter 33 beispielsweise durch Hart- In der Abstimmlagerhalterung 54 des Abstimmlöten befestigt, um die neuartige Abstimmvorrichtung Stützkörpers 51 ist eine Bohrung mit einem abgeaufzunehmen, die weiter unten im einzelnen be- setzten Durchmesser vorgesehen, in die ein Abstimmschrieben wird. Die Schraubenmutter 33 ist beispiels- 35 lagerbauteil 57 eingesetzt ist. Dieser Abstimmlagerweise aus rostfreiem Stahl hergestellt. bauteil 57 ist hohl und trägt eine Gewindebohrung.

Mit seinem offenen Ende ist der Federbalg 32 in Sein äußerer Durchmesser ist ebenfalls abgesetzt. Der einen gestanzten (hydraulisch gedrückten) tassen- Abstimmlagerbauteil kann aus Bronze hergestellt sein, förmigen Federbalgstützkörper 34 vakuumdicht ein- Das eine Ende des Abstimmlagerbauteils 57 ist in die gesetzt, der aus rostfreiem Stahl hergestellt sein kann 40 Schraubenmutter 33 am geschlossenen Ende des und die Teile des Federbalges außerhalb des Hohl- Federbalges 32 eingeschraubt. Ein Dichtpfropfen 58, raumresonators umgibt. Das andere Ende des tassen- beispielsweise aus Tetrafluorpolyäthylen, ist in den förmigen Federbalgstützkörpers 34 ist vakuumdicht Abstimmlagerbauteil 57 eingesetzt und wird von einer eingesetzt, der aus rostfreiem Stahl hergestellt sein metallischen Stellschraube 59 zusammengepreßt, die kann und die Teile des Federbalges außerhalb des 45 in die Gewindebohrung des Abstimmlagerbauteils 57 Hohlraumresonators umgibt. Das andere Ende des eingeschraubt ist. Dadurch wird das Abstimmlagertassenförmigen Federbalgstützkörpers 34 ist aufge- bauteil 57 in der Schraubenmutter 33 festgestellt und weitet und so abgeschnitten, daß es auf der äußeren eine wasserdichte Abdichtung geschaffen. Am Ende zylindrischen Oberfläche eines gestanzten, offenen der Abstimmlagerhalterung 54 des Abstimmstütz-Hohlraumhauptkörpers 35, der mit einem Flansch 50 körpers 51 ist eine hohle, zylindrische Lagerbuchse versehen ist, aufsitzen kann. Der Hohlraumhaupt- 61, beispielsweise aus Tetrafluorpolyäthylen eingekörper ist beispielsweise aus rostfreiem Stahl herge- setzt, die von einem Sprengring 62 gehaltert wird stellt und so ausgerichtet, daß seine Achse mit der und die für eine Gleitlageroberfläche für den Ab-Röhrenachse übereinstimmt. Der Federbalgstütz- Stimmlagerbauteil 57 innerhalb des Abstimmstützkörper 34 ist beispielsweise durch Hartlöten auf dem 55 körpers 51 sorgt. Eine Abstimmschraube 63, die bei-Hohlraumhauptkörper 35 vakuumdicht befestigt. spielsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt sein kann, Der Hohlraumhauptkörper 35 trägt innerhalb des greift schraubbar in die Gewindegänge der Bohrung Federbalgstützkörpers 34 eine öffnung, um den innerhalb des Abstimmbauteils 57 ein und dient ,Federbalg 32 innerhalb des Hohlraumresonators dazu, die Abstimmplatte in den Hohlraumresonator aufzunehmen. An der Grundfläche des Federbalg- 60 hinein und aus ihm heraus zu bewegen. Das äußere Stützkörpers 34 ist ein Montagering 36 befestigt, der Ende der Abstimmschraube 63 ist gegenüber geradbeispielsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt sein linigen Verrückungen durch eine Schulter in der kann. Er dient dazu, die Abstimmbetätigungsvorrich- Bohrung durch den Abstimmstützkörper 51 und tung auf dem Federbalgstützkörper 34 zu befestigen. durch einen metallischen Sprengring 64 gesichert.

Das untere Ende des topfartigen Hohlraumhaupt- 65 Durch diesen Aufbau erhält man einen abnehm-

körpers 35 ist mit einer öffnung versehen, während baren, wassergekühlten Abstimmechanismus. Die

sein mit einem Flansch versehenes oberes Ende durch Elektronenröhre, auf der nur der Federbalgstütz=

eine Hohlraumkopfscheibe 37 verschlossen ist, die körper 34 und die Schraubenmutter 33 aufsitzen,

kann während der Herstellung der Röhre ausgeheizt werden. Die Abstimmelemente werden dabei durch eine Hilfsabstimmvorrichtung in einer bestimmten Lage festgehalten. Wenri die Bearbeitung der Röhre beendet und die Röhre evakuiert ist, wird die Hilfsabstimmvorrichtung abgenommen und die Abstimmvorrichtung selbst aufgesetzt. Das geschieht dadurch, daß man den Abstimmstützkörper 51 auf den Montagering 36 aufschraubt, den Abstimmlagerbauteil 57 in die Schraubenmutter 33 einschraubt, den Abstimmlagerbauteil in der Schraubenmutter 33 mittels des Dichtpfropfens 58 feststellt, anschließend die Abstimmschraube 63 in den Abstimmlagerbauteil 57 einschraubt und die Abstimmschraube 63 mit dem Sprengring 64 an ihrem Platz festlegt. Durch diesen abnehmbaren Abstimmechanismus wird keiner der kritischen beweglichen Teile des Abstimmechanismus während der Bearbeitung der Röhre beschädigt. Ferner kühlt das Kühlmittel die gesamte Abstimmvorrichtung, ohne mit den kritischen beweglichen Teilen in Berührung zu kommen. Ein abnehmbarer Abstimmechanismus läßt sich auch dadurch erreichen, daß man die Bohrung in dem Abstimmlagerbauteil 57 dicht am geschlossenen Ende des Federbalges mit einem Gewinde versieht und an Stelle der Schraubenmutter 33 einen sich nach außen erstrekkenden Schraubenbolzen verwendet, mit dem der Abstimmlagerbauteil 57 an die Rückseite des geschlossenen Endes des Federbalges 32 angeschraubt und dort festgestellt werden kann.

Um die Abstimmbaugruppe zu kühlen, fließt eine Kühlflüssigkeit wie beispielsweise Wasser durch den Zulaufanschluß 55 ein, um den Federbalgstützkörper 34 und den Federbalg 32 herum und den Federbalg 32 hinunter bis zum geschlossenen Ende des Federbalges, von wo es auf die andere Seite des Federbalges 32 fließt und aus dem Ablaufanschluß 56 wieder austritt. Da ein Teil des Kühlmittels auch in den Falten des Federbalges um den Federbalg herumfließt, steht der gesamte Federbalg 32 mit der Kühlflüssigkeit in

Berührung. _ ...

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kühlmitteldurchströmte Abstimmvorrichtung zum Einstellen einer im Hohlraumresonator eines Klystrons angeordneten Abstimmplatte, die von einem mit der Resonatorwandung vakuumdicht verbundenen Federbalg innerhalb des evakuierten Resonators gehaltert und von außen mit einer Schraubvorrichtung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein topfförmiger, in seiner Mitte mit einem radial nach . innen ragenden hohlen Rohransatz (54) versehener Stützkörper (51) kühlmitteldicht auf der Außenwandung des Hohlraumresonators abnehmbar befestigt ist, daß in dem hohlen Rohransatz (54) eine hohle, mit einem Innengewinde versehene Lagerbuchse (57) gleitend geführt ist, daß die Buchse mit ihrem unteren Ende am Boden des Federbalges (32) lösbar befestigt ist, daß in das Innengewinde der Buchse eine von außen drehbare Schraube (63) eingreift, die innerhalb des hohlen Rohransatzes gegenüber Axialveras Schiebungen festgelegt ist, und daß der topft förmige Stützkörper (51) eine Kühlmittelzufluß-■ öffnung (55) und eine Kühlmittelabflußöffnung (56) aufweist.

2. Abstimmvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbare Befestigung der Buchse über eine am Boden des Federbalges befestigte Schraubenmutter (33) erfolgt, in die das mit einem Außengewinde versehene untere Ende der Buchse (57) eingeschraubt ist, und daß in das untere Ende der Buchse ein flexibler Pfropfen

(58) eingesetzt ist, der von einer Stellschraube

(59) gegen den Boden des Federbalges gedrückt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen