DE1565883B1 - Vorrichtung zum Erhitzen eines Materials mittels Elektronen - Google Patents
Vorrichtung zum Erhitzen eines Materials mittels ElektronenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Erhitzen eines Materials mittels Elektronen mit
einem Elektromagneten, der zwei steuerbare Wicklungen und zwei beidseitig und wenigstens zeitweise
über der Oberfläche des zu erhitzenden Materials angeordnete und einander zugewandte Polschuhe aufweist,
die seitlich und oberhalb der Oberfläche des zu erhitzenden Materials durch ein eine steuerbare
Wicklung tragendes Joch miteinander verbunden sind, und mit einer Elektronenkanone zur Erzeugung
eines in den Raum zwischen den Polschuhen gerichteten
Elektronenstrahls, der von dem in-dem Raum zwischen den Polschuhen verlaufenden Magnetfeld
auf die Oberfläche des zu erhitzenden Materials gelenkt wird. ;;
Es ist bereits ein Elektronenstrahlschmelzofen mit durch Blenden zwischen Kathode und Werkstück in
mehrere gesondert abgepumpte Räume geteiltem Vakuumraum und Fokussierungs- sowie Ablenkvorrichtung
für den Elektronenstrahl bekannt (deutsche
ίο Auslegeschrift 1 181840). Bei diesem bekannten
Elektronenstrahlschmelzofen erfolgt die Ablenkung dynamisch, und zwar insbesondere periodisch, wobei
die Blende zwischen der Ablenkvorrichtung und dem Werkstück vorzugsweise nächst der Ablenkvorrichrung
angeordnet und mit einer den Ablenkungen des Elektronenstrahls gerade Raum gebenden Öffnung
versehen ist. Durch die dynamische bzw. periodische Ablenkung des Elektronenstrahls wird dabei die horizontale
Ausdehnung eines Schmelzsumpfes und dessen Form reguliert. Ferner läßt sich durch Innehaltung
eines bestimmten Programms in bezug auf die Abnahme der Ablenkfelder und eventuell auch in
bezug auf die Abnahme der Strahlenenergie pro Zeiteinheit eine Überhitzung der jeweiligen Schmelze in
ihrem zeitlichen Ablauf optimal einstellen. In welcher Weise diese Maßnahmen auszuführen sind, und
zwar insbesondere im Hinblick auf die Erzielung eines relativ weiten Ablenkbereichs, ist in diesem Zusammenhang
nicht bekannt.
Es ist ferner eine Vorrichtung zum Erhitzen eines
Materials im Vakuum bekannt (französische Patentschrift
1 215 825), bei der eine Elektronenstrahlquel-Ie und eine einen Elektronenstrahl zyklisch ablenkende
elektromagnetische Ablenkeinrichtung mit zwei zur Strahlachse konzentrischen Ablenkspulen vorgesehen
ist. Die Ablenkspulen werden dabei jeweils mit einem treppenförmig verlaufenden Wechselstrom gespeist.
Obwohl bei dieser bekannten Vorrichtung nicht nur eine Programmierung der Strahlablenkung
angewandt wird, sondern auch — an sich — die Stärke der durch die Ablenkspulen jeweils fließenden
Ströme periodisch geänderTwird, ist der Ablenkbereich
des Elektronenstrahls jedoch relativ gering und im wesentlichen durch den Durchmesser der betreffenden
konzentrischen Ablenkspulen festgelegt.
Es ist auch schon ein Elektronenstrahlofen mit einem evakuierbaren Raum und einem Behälter darin
bekannt (deutsche Auslegeschrift 1 170 092, französische Patentschrift 1290 657), der das zu behandelnde
Material enthält. Bei diesem bekannten Elektronenstrahlofen ist eine längliche Elektronenstrahlquelle
vorgesehen, welche einen bandförmigen, energiereichen Elektronenstrahl erzeugt. Ferner ist bei
diesem bekannten Elektronenstrahlofen eine Einrichrung zur Erzeugung eines Magnetfeldes vorgesehen,
dessen Kraftlinien in solchen Richtungen quer zum Elektronenstrahl verlaufen, daß die auf die Elektronen
wirkenden Ablenkkräfte die Breite des Elektronenstrahls verringern und den Elektronenstrahl längs
einer gekrümmten Bahn auf das zu behandelnde Material führen. Bei diesem bekannten Elektronenstrahlofen
wird jedoch nicht mit einer zyklischen Ablenkung des Elektronenstrahls gearbeitet, weshalb eine
häufig erwünschte Steuerung des Elektronenstrahls auf der Oberfläche des jeweiligen Schmelzgutes hier
nicht in einem an sich erwünschten Ausmaß möglich ist.
Es ist schließlich auch schon eine Vorrichtung zur
Es ist schließlich auch schon eine Vorrichtung zur
Erhitzung von Materialien durch Elektronenschuß bekannt (deutsche Auslegeschrift 1185 820). Bei
dieser bekannten Vorrichtung ist eine Elektronenstrahlquelle seitlich neben.einem das zu erhitzende
Material enthaltenden Tiegel angeordnet, wobei eine Ablenkeinrichtung den Elektronenstrahl etwa um
180° umlenkt. Die Ablenkeinrichtung weist dabei zwei Polschuhe auf, die bei in der Arbeitsstellung befindlicher
Vorrichtung senkrecht verlaufen. Die betreffenden Polschuhe sind dabei unmittelbar mit dem
das zu schmelzende Material enthaltenden Tiegel fest verbunden. Das die Polschuhe verbindende Joch verläuft
dabei unterhalb des erwähnten Tiegels. Dies hat zur Folge, daß der Ablenkbereich des erzeugten
Elektronenstrahls verhältnismäßig eingeengt ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art in
einem relativ weiten Ablenkbereich eine möglichst genaue, einfache Steuerung des Elektronenstrahls
derart zu ermöglichen, daß im Mittel die Oberfläche des Schmelzgutes gleichmäßig mit dem Elektronenstrahl
beaufschlagt wird.
Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß
dadurch, daß die Polschuhe langgestreckt in Richtung der Oberfläche des zu erhitzenden
Materials verlaufen und daß sich auf dem Joch in Abstand voneinander beide Wicklungen befinden.
Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß mit relativ geringem konstruktivem Aufwand der Elektronenstrahl
über die Oberfläche des Schmelzguts in einem relativ weiten Ablenkbereich genau und einfach
gesteuert werden kann, so daß eine gewünschten Verhältnissen entsprechende Beaufschlagung der
Schmelzgutoberfläche mit dem Elektronenstrahl ermöglicht ist.
Die Erfindung ergibt sich aus der nachstehenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten
Ausführungsbeispiels.
F i g. 1 zeigt schematisch in einer Draufsicht eine
Vorrichtung gemäß der Erfindung;
F i g. 2 zeigt eine Ansicht im Schnitt längs der Linie 2-2 der F i g. l;in
F i g. 3 ist eine Schaltskizze zur Auslenkung des Elektronenstrahls dargestellt.
In der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung wird der mittels einer Elektronenkanone 10 in einem
Elektronenstrahlofen 14 erzeugte Elektronenstrahl in ein dem Tiegel 22, der ein Target-Material enthält,,
benachbartes Magnetfeld eingeschossen, das mit einem Elektromagneten 18 erzeugt wird. Ein Schaltkreis
30 ist mit dem Elektromagneten 18 zum Zwekke der Magnetfeldänderung gekoppelt, so daß mit
dem Elektronenstrahl ein vorbestimmtes, geschlossenes Auftreffmuster auf der Oberfläche des Target-Materials
26 durchfahren wird.
Die in der F i g. 1 dargestellte Hochvakuum-Elektronenstrahlvorrichtung
gemäß der Erfindung besteht aus einem Gefäß 32, das zur kontinuierlichen Erzeugung
eines relativ hohen Vakuums mit einer Vakuumpumpe 32 verbunden ist. Der im Gefäß getrennt
von der Elektronenkanone 10 angeordnete Tiegel 22 dient zur Aufnahme des Target-Materials.
Der Elektronenstrahl wird mittels eines quer zu ihm verlaufenden Magnetfeldes auf die Oberfläche
des Target-Materials 26 gelenkt. Das Magnetfeld wird mit Hilfe eines Elektromagneten 30 erzeugt.
Dieser Magnet besteht aus einem Paar parallel angeordneter Polschühe 38 und 40, zwischen denen
sich der Tiegel 22 befindet. Die Polschuhe 38 und 40 haben vorzugsweise die Form von im wesentlichen
flachen, länglichen Platten, deren Länge größer ist als der Durchmesser des Tiegels 22. Die Polschuhe
38 und 40 sind aus einem Material mit relativ hoher Permeabilität, z. B. aus Weicheisen, hergestellt. Die
Polschuhe 38 und 40 sind an ihrem einen Ende mit einem Stab 44 aus hochpermeablem Material, das
ίο einen Fluß mit niedrigem magnetischem Widerstand
(Reluktanz) gewährleistet, verbunden. Ein Spulenpaar 48 und 50 ist hintereinander um den Stab 44
angeordnet, und wenn stromdurchflossen, rufen diese ein Magnetfeld zwischen den Polschuhen über der
Oberfläche des Tiegels 22 hervor.
Der Elektronenstrahl wird durch das Magnetfeld gerichtet und wird dadurch zum Formen eines vorbestimmten
Auftreffmusters auf der ObetflSehe des
Target-Materials 26 ausgelenkt.
Die Elektronenkanone 10 ist über dem Target-Material 26 in einem geeigneten Winkel dazu angeordnet.
Vorzugsweise ist die Elektronenkanone 10 bei einem Winkel von ungefähr 45° zur Oberflächennormalen
des Target-Materials 26 angeordnet. Somit ist der Elektronenstrahl unter einem Winkel von ungefähr
45° in das Magnetfeld gerichtet und kann geeignet in einem vorbestimmten Auftreffmuster über die Oberfläche
des Target-Materials 26 geführt werden.
Wenn die Spulen 48 und 50, die sich auf dem Stab 44 befinden, von einem angemessenen Strom durch-'-flössen werden, dann entsteht nahe der Tiegeloberfläche ein Magnetfeld, wie das in F i g. 1 zu sehen ist. Die Spulen 48 und 50 bestehen vorzugsweise aus geeigneten, isolierten Vielwindungsspulen, und jede ist mit einer der Stromquellen 58 und 50 verbunden.
Wenn die Spulen 48 und 50, die sich auf dem Stab 44 befinden, von einem angemessenen Strom durch-'-flössen werden, dann entsteht nahe der Tiegeloberfläche ein Magnetfeld, wie das in F i g. 1 zu sehen ist. Die Spulen 48 und 50 bestehen vorzugsweise aus geeigneten, isolierten Vielwindungsspulen, und jede ist mit einer der Stromquellen 58 und 50 verbunden.
Die Magnetfeldlinien 54, die nahe der Oberfläche des Target-Materials 26 verlaufen, sind quer zur
Ausbreitungsrichtung des durchfliegenden Elektronenstrahls gerichtet und lenken damit den Elektronenstrahl
auf die Oberfläche des Target-Materials 26.
Wenn die Spulen 48 und 50 von gleichen Strömen durchflossen werden, dann lenken die erzeugten
Feldlinien den Elektronenstrahl auf der Targetoberfläche 26 in einem Gebiet aus, das längs eines Streifens
parallel zu den Polschuhen 38 und 40 über die Oberfläche des Target-Materials 26 verläuft.
Wenn die Ströme, die die Spulen 48 und 50 durch-
Wenn die Ströme, die die Spulen 48 und 50 durch-
.. fließen, in jeder der Spulen die gleichen sind, aber in ihrer Amplitude wachsen, dann verursacht die wachsende
magnetische Feldstärke eine Auslenkung des Strahles längs des Streifens in die Richtung, die mit
dem Buchstaben »e« auf der Tiegeloberfläche bezeichnet
ist.
Es ist offensichtlich, daß jede Änderung der die beiden Spulen 48 und 50 durchfließenden Ströme,
die Orientierung der Magnetfeldlinien ändert und damit die Auslenkung des Elektronenstrahls, der die
Feldlinien passiert und dadurch sein Auftreffgebiet auf der Oberfläche des Target-Materials.
Da die Elektronen senkrecht zu den Magnetfeldlinien ausgelenkt werden, wird der Elektronenstrahl
auf die Target-Materialoberfläche 26 in Richtung des Polschuhs ausgelenkt, der mit der Spule verbunden
ist, die den geringeren Strom erhält.
Aus dem Beschriebenen ist zu ersehen, daß der Elektronenstrahl durch geeignete Einstellung der
Ströme, die jeweils die Spulen 48 und 50 dürchflie-
ßen, in vorbestimmte Gebiete der Tiegeloberfläche
ausgelenkt werden kann. ■-..-·
Da diese Ströme die Orientierung der Magnetfeldlinien
beeinflussen, die die Auslenkung des sie durchfliegenden Elektronenstrahls bestimmen, kann der
Elektronenstrahl so auf die Oberfläche des Target-Materials gerichtet werden, daß er ein. vorbestimmtes
Auftreffmuster ausformt. Beispielsweise können die· Spulen 48 und 50 geeignet periodisch von Strömen
durchflossen werden, so daß der Elektronenstrahl so io,
auf das Targetmaterial ausgelenkt wird, daß er ein periodisch wechselndes zirkuläres Auftreffmuster bestimmt
oder zirkulär den Umfang des Materials überstreicht.
Wenn, die'Magnetfeldcharakteristiken ausreichend
lineare Operationen sind, wie das obenerwähnte Umfangsüberstreichen, dann können diese bequem
durch Kopplung der Spulen 48 und 50 mit dem Schaltkreis 30 erreicht werden, wie das aus Fig. 1 zu
ersehen ist.
Der Schaltkreis 30 besteht aus zwei Sinuswellengeneratoren
58 und 60, die mit je einer Spule 48 und 50 in Reihe geschaltet sind. Die in Reihe geschalteten
Spulen 48, 50 und Generatoren 58, 60 sind parallel verbunden, und die parallele Kombination· ist mit
einer Gleichstromquelle verbunden, die eine größere Spannung hat als die Scheitelspannung der Sinuswel·
lengeneratoren. Die Sinuswellengeneratoren sind 90°-phasenverschoben gekoppelt, so daß sich der in
der einen Quelle erzeugte Strom in einem Maximum befindet, wenn sich der in der anderen Quelle erzeugte
Strom in einem Minimum befindet.
Es ist vorteilhaft, zur Erzeugung des Magnetfeldes
einen Strom zu verwenden, der keine Feldumkehr verursacht. Eine Feldumkehr würde zu unerwünschter
Kompliziertheit führen. Beispielsweise erhält man eine Magnetfeldumkehr, wenn der die Spule durchfließende
Strom negativ ist, während der die andere Spule durchfließende Strom positiv ist, was zur Erzeugung
von zwei Magnetfeldern und damit zu einem Fehlen der Kontrolle über den Elektronenstrahl
führt. .
Wie bereits beschrieben, ist die Elektronenkanone 10 vorzugsweise in einem Winkel von ungefähr 45°
zum Target-Material 26 angeordnet. Somit dringt der erzeugte Elektronenstrahl unter einem Winkel von
45° in das Magnetfeld ein. Das ist deshalb vorteilhaft, weil sich das Magnetfeld,, das zur Ausrichtung
des Elektronenstrahls auf die gewünschten Gebiete des Target-Materials 26 dient, leicht erzeugen und
einstellen läßt. Wenn die Elektronenkanone 10 direkt über dem Target-Material angeordnet ist, ist es
notwendig, ein Magnetfeld zu erzeugen, das zum Herstellen des gewünschten Auftreffmusters eine relativ
komplexe Orientierung hat. Die Erzeugung eines solchen Feldes erfordert eher einen umkehrbaren
Strom als einen pulsierenden Gleichstrom, was, wie oben erwähnt, zu einem Verlust der Kontrolle
des Strahles führt. Dieses Problem wird vermieden durch das Eindringen, des Strahles in das Magnetfeld
unter einem Winkel zum Target-Material und durch ein Magnetfeld, das durch pulsierende Gleichströme,
die die Spulen 48 und 50 durchfließen^ hervorgerufen
wird.
Um ein im wesentlichen kreisförmiges Auftreffmuster herzustellen, werden die Amplituden der Sinuswellengeneratoren
gleich groß gehalten. Der Durchmesser des Abtastkreises hängt systematisch von der
Amplitude des Stromes ab, der von dem Sinuswellengenerator geliefert wird. Folglich kann, falls das gewünscht wird, die Peripherie der Oberfläche des Target-Materials
26 durch empirisches Einstellen der Amplitude der Sinuswellengeneratoren 58 und 60 eingestellt werden.
Andererseits kann, falls es erwünscht ist, ein kreisförmiges
Muster mit kleinem Durchmesser abzutasten, die Amplitude von den Sinuswellengeneratoren
58 und 60 auf die gewünschte Größe verkleinert werden. Eine zusätzliche Kontrolle über den Abtastvorgang
ist durch die Gleichspannungsquelle 64 gewährleistet. Eine Änderung der Amplitude am Ausgang
der Spannungsquelle 64 hat eine Änderung der Lage des Abtastkreiszentrums zur Folge. Somit ist es möglich,
ein Kreisauftreffmuster herzustellen, das einen geeigneten Durchmesser auf einem gewünschten Gebiet der Oberfläche des Target-Materials 22 hat, in
dem man die Amplituden der Sinuswellengeneratoren 58 und 60 und der Gleichspannungsquelle 64 geeignet einstellt.
In gewissen Fällen können untergeordnete Ungleichmäßigkeiten
auftreten, ^enn der in der oben
beschriebenen Weise magnetisch geführte Elektronenstrahl zur Erzeugung eines vorbestimmten Auftreffmusters
verwendet wird.
Solche Üngleichmäßigkeiten haben größere Ausmaße, wenn sie durch eine nichtlineare Charakteri-r
stik eines magnetischen Kreises hervorgerufen werden. Eine geringe Kompensation solcher Ungleichmäßigkeiten
läßt sich in gewissen Fällen durch Änderung der Amplituden der Sinuswellengeneratoren 58
und 60 erreichen..
Eine zusätzliche Kompensation kann durch geeignete Formung der Ausgangswellenstrom der Sinuswellengeneratoren
58 und 60 zusammen mit der Änderung ihres Amplitudenverhältnisses erzielt werden.
In einigen Fällen reichen Kompensationsmessungen jedoch nicht aus, um die Ungleichmäßigkeiten zu
überwinden, insbesondere, wenn gerade relativ geringe Abweichungen unerwünscht sind. In solchen Fällen
wird ein elektrischer Schaltkreis, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, mit den Spulen 48 und 50 verbunden.
Grundsätzlich kann ein derartiger Schaltkreis zur Herstellung eines nahezu kreisförmigen Auftreffmusters
durch periodische Auslenkung des Elektronenstrahls in einer Reihe diskreter Stufen über die Peripherie
des Target-Materials 26 verwendet werden. Es wurde generell gefunden, daß solch ein Stufenkontrollkreis
eine ausreichende Näherung erbringt, wenn eine Serie von acht diskreten Lagern einstellbar ist,
obwohl leicht eine kleinere oder größere Anzahl von Stufen vorgesehen werden kann, wenn das erwünscht
sein sollte.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten, weiter unten beschriebenen
Schaltkreis ist eine Serie von acht diskreten Stufen der Stromzufuhr zu jeder Spule vorgesehen,
damit der Elektronenstrahl die Peripherie des Target-Materials 26 überstreicht.
Der Schaltkreis besteht aus einem mit acht Stufen versehenen zweipoligen elektromechanischen Stufenschalter
68, der durch einen geeigneten Pulsgenerator 72, der mit einem Schaltrelais 76 verbunden ist, geschaltet wird. Der Schalter 68 besitzt zwei Reihen
von Kontakten 80 und 84. Jede Reihe ist mit einem Abgriff 88 und 92 versehen. Die Abgriffe 88 und 92
sind mechanisch verbunden, so daß sie gleichzeitig in den aufeinanderfolgenden Stufen anziehen.
Die Kontakte in der ersten Reihe sind mit den Buchstaben »«'« bis »£>'« bezeichnet, die zugehörigen
in der Reihe 84 mit den Buchstaben »α« bis »Z?«.
Die Obergriffe 88 und 92 sind mit den entsprechenden
Enden der Spulen 48 und 50 und die anderen Enden der Spulen sind mit dem negativen Pol der
Gleichstromquelle 96 verbunden. Der positive Pol der Gleichstromquelle 96 ist mit den entsprechenden
Enden einer Reihe 100, die aus 16 veränderbaren Widerständen besteht, verbunden. Für jede Lage ist
ein Widerstand in den Reihen 80 und 84 des Stufenschalters 68 vorgesehen. Die anderen Enden der
Widerstände sind mit den zugehörigen festen Kontakten der Reihen 80 und 84 verbunden.
Um das gewünschte Auftreffmuster auf der Oberfläche des Target-Materials 26 zu erhalten, das durch
die Auftreffpunkte »a« bis »/i« bezeichnet ist, sind
die Auftreffpunkte der Strahlen einzeln vorher statisch einstellbar, indem das Stufenrelais 76 zum Einziehen
der Abgriffe 88 und 92 in Verbindung mit den zugehörigen Widerständen der Widerstandsreihe
100 verwendet wird.
Der Widerstand der entsprechenden Widerstände wird so eingestellt, daß der Strahl auf das gewünschte
Auftreffgebiet gelenkt wird. Beispielsweise kann das Stufenrelais 76 zum Anziehen des Abgriffes 88 veranlaßt
werden, so daß ein elektrischer Kontakt mit dem Relaiskontakt in der Reihe 80, der mit dem
Buchstaben »α'« bezeichnet ist, hergestellt ist. Damit zieht gleichzeitig der Abgriff 92 mit dem Abgriff 88
an, der Abgriff 92 ist in diesem Fall mit dem Relaiskontakt der Reihe 84, bezeichnet mit dem Buchstaben
»α«, in Kontakt. Somit ist die Spule 48 mit der Gleichstromquelle 96 über den zugehörigen Widerstand
104 verbunden. Entsprechend ist die Spule 50 mit der Gleichstromquelle 96 über einen Widerstand
108 verbunden. Da die einstellbaren Widerstände 104 und 108 die Amplitude des an die zugehörigen
Spulen 48 und 50 gelieferten Stromes ändern, können die Widerstände 104 und 108 schnell empirisch
so eingestellt werden, daß der Elektronenstrahl auf die Stelle der Oberfläche des Target-Materials 26 ausgelenkt
wird, die mit dem Buchstaben »α« gekennzeichnet ist. Ähnlich kann der Abgriff 88 auf die
Stellung »b'« gebracht werden, während der Abgriff 92 auf die Stellung »ö« rückt. Die Spule 48 ist dann
mit der Gleichstromquelle 96 über den veränderlichen Widerstand 112 verbunden, während die Spule
50 mit der Gleichstromquelle 96 über dem veränderlichen Widerstand 116 verbunden ist. Die Widerstände
112 und 116 können ähnlich empirisch eingestellt werden, daß der Strahl auf das mit »b« bezeichnete
Gebiet auftrifft. Zu einer ähnlichen Weise sind die restlichen Lagen oder Stufen auf der Peripherie des
Target-Materials 26, bezeichnet mit den Buchstaben »c« bis »/z«, empirisch einstellbar.
Wenn die Lageeinstellung geschehen ist, wird der Pulsgenerator 72 in Betrieb gesetzt und mit dem
Stufenrelais 76 gekoppelt. Das Stufenrelais 76 zieht dann die Abgriffe 88 und 92 an, die schrittweise mit
den festen Kontakten in Berührung kommen, auf Grund der Stromimpulse, die vom Pulsgenerator 72
ausgehen. Da die Frequenz des Pulsgenerators 72 den Betrieb des Stufenrelais 76 kontrolliert, ist es im
allgemeinen erwünscht, einen Pulsgenerator mit veränderlicher Frequenzwahl zu verwenden, so daß die
Abtastgeschwindigkeit entlang der Peripherie des Target-Materials 26 entsprechend einstellbar ist. In
Anwendungen, in denen eine wachsende Abtastgeschwindigkeit erforderlich ist, bei denen die Einstellzeit
des Relais 66 nicht groß genug ist, kann eine Festkörperschaltvorrichtung verwendet werden.
Solch eine Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Halbleiterringzähler, der ein Paar paralleler
Reihen von Steuerkreisen zur selektiven Kopplung der Energiequelle mit den Spulen betreibt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen copy
209518/167
Claims (6)
1. Vorrichtung zum Erhitzen eines Materials mittels Elektronen mit einem Elektromagneten,
der zwei steuerbare Wicklungen und zwei beidseitig und wenigstens zeitweise über der Oberfläche
des zu erhitzenden Materials angeordnete und einander zugewandte Polschuhe aufweist, die
seitlich und oberhalb der Oberfläche des zu erhitzenden Materials durch ein eine steuerbare Wicklung
tragendes Joch miteinander verbunden sind, und mit einer Elektronenkanone zur Erzeugung
eines in den Raum zwischen den Polschuhen gerichteten
Elektronenstrahls, der von dem in dem Raum zwischen den Polschuhen verlaufenden
Magnetfeld auf die Oberfläche des zu erhitzenden
Materials gelenkt wird, dadurch .ge,kennzeichnet,
daß die Polschuhe (38, 40) langgestreckt in Richtung der Oberfläche des zu erhitzenden
Materials (26) verlaufen und daß sich auf dem Joch (44) in Abstand voneinander beide
Wicklungen (48, 50) befinden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronenstrahl in einem
Winkel von ungefähr 45° auf die Oberfläche des zu erhitzenden Materials (26) gerichtet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch' gekennzeichnet, daß die Wicklungen (48, 50) mit
Strömen stets gleicher Richtung, aber steuerbarer Stärke gespeist sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (58, 60 \ 68 bis 116)
zur periodischen Änderung der Stärke der durch Wicklungen (48, 50) fließenden Ströme mit einer
Phasenverschiebung von 90° zwischen den beiden Wicklungen (48, 50).
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch zwei je einer Wicklung (48, 50) zugeordnete
Sinuswellengeneratoren (58, 60) und durch eine Gleichspannungsquelle (64), die mit
den Sinuswellengeneratoren (58, 60) und den Wicklungen (48, 50) in Reihe geschaltet ist und
eine gegenüber der Scheitelspannung der Sinuswellengeneratoren höhere Spannung liefert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß jede Wicklung (48, 50) über je einen periodisch gesteuerten Umschalter (80, 88;
84, 92) mit jeweils einem von mehreren einstellbaren
Widerständen (102, 104, 106, 108) zu verbinden ist, die an eine ihnen gemeinsame Gleichspannungsquelle
(96) angeschlossen sind.
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