DE4128931C2 - Ablenkspule in einem Elektromagneten und ein Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ablenkspule in einem Elektromagneten und ein Verfahren zur Herstellung einer Ablenkspule in einem Elektromagneten. Der Elektromagnet ist zum Ablenken eines Strahls von geladenen Teilchen auf eine gekrümmte Bewegungsbahn vorgesehen, beispielsweise in einer Vorrichtung zur Erzeugung einer Synchotronstrahlung.

Die DE 40 00 666 A1 betrifft einen Elektromagneten für einen Teilchenbeschleuniger. Dieser Elektromagnet umfaßt eine Hauptspule, die ein Paar oder mehrere Spulen umfaßt, zwischen denen eine stabile Laufbahn für geladene Teilchen definiert ist. Jedoch besteht diese Spule nicht aus mindestens zwei übereinander geschichteten, eben gewickelten Flachspulen. Eine obere und eine untere Spule des Elektromagneten besteht aus einer äußeren und einer inneren Spule unter Bildung einer Schleife. Die einzelnen Spulen weisen einen inneren und einen äußeren Kreisbogenabschnitt an ihren jeweiligen Enden auf. Diese sind jedoch nicht angewinkelt. Obwohl die Spulen zwar einen gebogenen Abschnitt und zwei Endabschnitte umfassen, sind jedoch keinerlei Vorkehrungen getroffen, um Randeffekte an den gebogenen Abschnitten zu behandeln.

Die DE 39 28 037 A1 zeigt Anordnungen von Ablenkspulen insbesondere für die Einfügung als Korrekturspulen in eine Hauptablenkspule. Die Korrekturspulen sind nicht direkt mit den Hauptablenkspulen verbunden.

Fig. 12 veranschaulicht eine schematische Draufsicht auf ein Gerät zur Erzeugung geladener Teilchen, wie es beispielsweise in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 2300/1989 (JP 2/181855 A2) offenbart ist. Bei dem in Fig. 12 skizzierten Gerät werden geladene Teilchen, die durch einen Eintrittsteil (nicht dargestellt) und einen Beschleunigungsteil (nicht dargestellt) einfallen, durch zwei einander gegenüberstehende supraleitende Ablenkelektromagnete 30 abgelenkt und bewegen sich dadurch auf einer elliptischen Bahn 20.

Fig. 13A veranschaulicht eine Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der supraleitenden Spule des supraleitenden Ablenkelektromagneten der Fig. 12, während Fig. 13B einen Schnitt entlang der Linie XIIIB-XIIIB der Fig. 13A darstellt.

Zwei supraleitende Spulen 1, von denen jede durch Wickeln eines supraleitenden Drahtes 2 gebildet ist, sind in Gegenüberstellung am oberen und unteren Abschnitt der elliptischen Bahn 20 angeordnet. Jede der supraleitenden Spulen 1 weist Bögen mit einem vorbestimmten Krümmungsradius auf. Die supraleitende Spule 1 weist einen Innendurchmesserabschnitt 1a an der Innendurchmesserseite der Bahn 20, einen Außendurchmesserabschnitt 1b an der Außendurchmesserseite der Bahn 20 bei gleicher Krümmung wie der Innendurchmesserabschnitt 1a, und Spulenendabschnitte 1c zwischen den Innen- und Außendurchmesserabschnitten 1a und 1b auf.

Die so gestaltete supraleitende Spule 1 wird supraleitend, wenn sie auf eine Temperatur von beispielsweise -278°C abgekühlt wird. Die Stromleitung der im Zustand der Supraleitfähigkeit befindlichen supraleitenden Spule 1 erzeugt ein magnetisches Feld mit einer mehrere Tesla betragenden hohen magnetischen Flußdichte. Die Bahn 20 der geladenen Teilchen wird durch das erzeugte magnetische Feld in der in Fig. 12 dargestellten Weise gekrümmt.

Die Fig. 14A bis 14C zeigen ein weiteres Beispiel einer bekannten supraleitenden Spule 1. Die Spule wurde in der Publikation IEEE Transactions on Magnetics, Mag-24, Nr. 6, veröffentlicht im November 1985 auf, den Seiten 2457 bis 2460 beschrieben. In den Figuren stellt Fig. 14A eine perspektivische Ansicht der supraleitenden Spule 1;

Fig. 14B eine Schnittansicht durch den Außendurchmesserabschnitt 1b entlang der Linie XIVB-XIVB der Fig. 14A; und Fig. 14C eine Schnittansicht durch den Spulenendabschnitt 1c entlang der Linie XIVC-XIVC der Fig. 14A dar.

Bei der in Fig. 14 dargestellten supraleitenden Spule 1 ist jeder der Spulenendabschnitte 1c um einen vorbestimmten Winkel Θ in eine Richtung abgebogen, in der er von der Bahn 20 abzweigt, so daß die Bahn weniger stark durch das von den Spulenendabschnitten 1c erzeugte magnetische Feld beeinflußt wird. Die vorliegende supraleitende Spule 1 wird Bananenspule mit umgebogenen Enden genannt. Die Spule ist am oberen und unteren Abschnitt der Bahn 20 angeordnet, wie dies bei der in den Fig. 13A und 13B dargestellten Spule der Fall ist.

Wie Fig. 14B zeigt, sind am Außendurchmesserabschnitt 1b der Spule 1 insgesamt N Lagen des supraleitenden Drahtes 2, beginnend mit einer ersten Lage L1 und endend mit einer N-ten Lage LN in waagrechter Richtung übereinandergeschichtet, wobei die erste Lage L1 auf der am weitesten nach innen gelegenen Seite angeordnet ist. Im Bereich des Innendurchmesserabschnittes 1a sind ebenfalls Lagen aus supraleitendem Draht 2 in gleicher Weise angebracht, mit dem Unterschied, daß die erste Lage L1 am rechten Ende angeordnet ist. Bei jedem Spulenendabschnitt 1c sind die Lagen des supraleitenden Drahtes 2 in senkrechter Richtung übereinandergeschichtet, wobei die erste Lage L1 auf der am weitesten nach unten gelegenen Seite angeordnet ist.

Nunmehr wird das herkömmliche Verfahren zur Herstellung der in Fig. 14A dargestellten supraleitenden Spulen 1 unter Bezugnahme auf Fig. 15 beschrieben.

Zunächst wird die erste Lage L1 der Spule 1 durch linksgängiges Wickeln einer vorbestimmten Anzahl von Windungen (beginnend mit dem Außendurchmesserabschnitt 1b, fortfahrend mit dem Spulenendabschnitt 1c, anschließend mit dem Innendurchmesserabschnitt 1a und endend beim Spulenendabschnitt 1c) nach außen hin (beginnend beim obersten Abschnitt, wie er in Fig. 14B erscheint) hergestellt. Anschließend wird die zweite Lage L2 durch linksgängiges Wickeln des supraleitenden Drahtes 2 entlang der ersten Lage L1 nach innen hin gebildet. Anschließend wird der supraleitende Draht 2 in gleicher Weise entlang der vorhergehenden Schicht gewickelt, solange, bis die Anzahl der Lagen die vorbestimmte Anzahl N zur Erzeugung der supraleitenden Spule 1 erreicht.

Bei der herkömmlichen supraleitenden Spule des oben beschriebenen Typs wird eine komplizierte Wickelvorrichtung (nicht dargestellt) benötigt, weil der supraleitende Draht 2 in einer gebogenen Form und dreidimensional gewickelt werden muß, was die Herstellungskosten und somit auch den Preis der Spule erhöht. Weiter wird der supraleitende Draht 2 nacheinander nach außen hin gewickelt, um die ungradzahligen Lagen herzustellen, und nach innen hin, um die geradzahligen Lagen herzustellen. Dabei kann insbesondere nach der Bildung der geradzahligen Lagen ein Spalt zwischen den benachbarten supraleitenden Drähten 2 im Bereich des in Fig. 15 mit einem Pfeil R bezeichneten Abschnittes entstehen. Aufgrund des Spaltes zwischen den benachbarten supraleitenden Drähten 2 kann beim Zuführen eines Stromes in die supraleitende Spule 1 der Draht 2 durch elektromagnetische Kräfte bewegt werden, was einen Quencheffekt erzeugt, der zum Zusammenbruch des supraleitenden Zustandes führt.

In Anbetracht der bei den herkömmlichen Spulen auftretenden oben genannten Nachteile beabsichtigt die vorliegende Erfindung die Schaffung einer Spule zur Verwendung bei einem Elektromagneten zum Ablenken geladener Teilchen, die ohne Anwendung einer komplizierten Wickelvorrichtung hergestellt werden kann, hervorragende Eigenschaften besitzt und an zwei Spulenendabschnitten umgebogen ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit:

• - eine leicht herzustellenden mehrlagige Ablenkspule bzw. ein einfaches Verfahren zur Herstellung einer Ablenkspule vorzusehen, bei der die Endabschnitte abgebogen sind,
• - ein festes Aufeinanderpassen der Einzellagen gewährleistet ist und
• - keine Bewegung der Einzellagen bei Bestromung der Ablenkspule auftritt.

Diese Aufgabe wird durch eine Ablenkspule gemäß Anspruch 1 gelöst. Ferner wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung einer Ablenkspule gemäß Anspruch 9 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen und Verbesserungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Nachstehend wird die Erfindung anhand ihrer vorteilhaften Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Da im Falle der Spule zur Verwendung in einem Ablenkelektromagneten gemäß der vorliegenden Erfindung eine flache Spule durch Wickeln des elektrischen Drahtes nach außen hin verwendet wird, ist der Spalt zwischen den leitenden Drähten klein, so daß eine Verschiebung der leitenden Drähte verhindert werden kann.

Da im Falle der durch Aufschichten der zweilagigen Spuleneinheiten übereinander gebildeten Spule die Anzahl der Verbindungsabschnitte verringert werden kann und alle Verbindungsabschnitte auf der Außenseite des Außendurchmesserabschnittes liegen, kann bei der erfindungsgemäßen Ablenkspule der Einfluß des durch die Spule im Bereich der Verbindungsabschnitte erzeugten magnetischen Feldes gemildert werden.

Wenn die Verbindungsabschnitte aus der Spule hinaus verlängert sind, kann der Einfluß des magnetischen Feldes weiter abgeschwächt werden.

Bei dem beschriebenen Verfahren zur Herstellung von Spulen für Ablenkelektromagnete wird eine komplizierte Wickelvorrichtung nicht benötigt, da die Spuleneinheit durch Umbiegen der beiden Endabschnitte einer flachen Spule gebildet wird.

Eine zweilagige Spuleneinheit, bei der die Verbindungsabschnitte an der Außenseite des Außendurchmesserabschnittes angeordnet sind, kann durch Wickeln eines leitenden Drahtes von einem Zwischenabschnitt der Spule aus in zwei Richtungen gebildet werden. Da ein Wickeln des leitenden Drahtes nach innen hin nicht erforderlich ist, kann der Spalt zwischen den leitenden Drähten verkleinert werden. Dies verhindert ein Verschieben der leitenden Drähte.

Nachfolgend wird der wesentliche Gegenstand der Figuren kurz beschrieben.

Fig. 1A bis 1C stellen perspektivische Ansichten dar, die der Reihe nach die Stufen eines Verfahrens zur Herstellung einer supraleitenden Spule gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulichen;

Fig. 2 stellt ein Flußdiagramm in bezug auf die in den Fig. 1A bis 1C dargestellte Ausführungsform der Erfindung dar;

Fig. 3 stellt eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Herstellungszustandes dar, bei dem eine blattförmige Haftlage zwischen benachbarte Spuleneinheiten innerhalb der einzelnen Spuleneinheiten eingefügt ist, die geschichtet wurden;

Fig. 4A stellt eine Seitenansicht eines Verbindungsabschnittes dar, wie er aus der durch einen Pfeil IVA der Fig. 1C angezeigten Richtung gesehen wird;

Fig. 4B stellt eine Seitenansicht der Verbindungsabschnitte dar, wie sie aus der durch einen Pfeil IVB der Fig. 1C angezeigten Richtung gesehen werden;

Fig. 5A stellt einen Schnitt durch einen Außendurchmesserabschnitt entlang der Linie 5A-5A der Fig. 1C dar;

Fig. 5B stellt einen Schnitt durch einen Spulenendabschnitt entlang der Linie VB-VB der Fig. 1C dar;

Fig. 6 stellt eine zum Teil aufgebrochene perspektivische Ansicht der Art und Weise dar, in der ein supraleitender Draht in einem Spulenbehälter untergebracht ist;

Fig. 7A und 7B stellen jeweils eine Draufsicht und eine Schnittansicht des bei der Erfindung verwendeten supraleitenden Drahtes dar;

Fig. 8A bis 8C stellen perspektivische Ansichten zur Veranschaulichung der aufeinanderfolgenden Schritte eines Verfahrens zur Herstellung einer supraleitenden Spule gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;

Fig. 9 stellt ein Flußdiagramm zu der in den Fig. 8A bis 8C veranschaulichten Ausführungsweise des Verfahrens dar;

Fig. 10 stellt eine Seitenansicht der Verbindungsabschnitte dar, wie sie aus einer in Fig. 8C durch einen Pfeil X angezeigten Richtung gesehen werden;

Fig. 11A stellt eine perspektivische Ansicht zur Veranschaulichung eines Spulenbehälters dar, in welchem eine supraleitende Spule gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung untergebracht ist;

Fig. 11B stellt einen Schnitt entlang der Linie XIB-XIB der Fig. 11A dar;

Fig. 11C stellt eine Seitenansicht der Verbindungsanschlüsse einer supraleitenden Spule dar, wie sie aus einer durch einen Pfeil XIC der Fig. 11B angezeigten Richtung gesehen werden;

Fig. 12 stellt eine Draufsicht zur Veranschaulichung der schematischen Struktur eines bekannten Gerätes für geladene Teilchen dar;

Fig. 13A stellt eine Draufsicht zur Veranschaulichung eines Beispiels einer supraleitenden Spule des supraleitenden Ablenkelektromagneten der Fig. 12 dar;

Fig. 13B stellt einen Schnitt entlang der Linie XIIIB-XIIIB der Fig. 13A dar;

Fig. 14A stellt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer herkömmlichen supraleitenden Spule dar;

Fig. 14B stellt eine Schnittansicht entlang der Linie XIVB-XIVB der Fig. 14A dar;

Fig. 14C stellt einen Schnitt entlang der Linie XIVC-XIVC der Fig. 14A dar; und

Fig. 15 veranschaulicht ein konventionelles Verfahren zur Herstellung einer supraleitenden Spule.

Nachfolgend werden die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Zunächst soll ein Verfahren zur Herstellung der supraleitenden Spulen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 1A bis 1C und 2 beschrieben werden.

Als erstes wird eine in Fig. 1A dargestellte Flachlagenspule 3 durch Wickeln des supraleitenden Drahtes 2 im Gegenuhrzeigersinn und nach außen hin mit einer vorbestimmten Anzahl von Windungen erzeugt (Schritt S1). Die gebildete flache Spule 3 weist einen Innendurchmesserabschnitt 3A, der an der Innendurchmesserseite der Bahn 20 der geladenen Teilchen (vgl. Fig. 12) angeordnet ist, einen Außendurchmesserabschnitt 3b, der an der Außendurchmesserseite der genannten Bahn angeordnet ist, und Spulenendabschnitte 3c auf, die zwischen dem Innen- und dem Außendurchmesserabschnitt 3a und 3b angeordnet sind. Bei dieser Ausführungsform wird eine Vielzahl flacher Spulen 3 zur Bildung einer supraleitenden Spule übereinandergeschichtet. Da die übereinandergeschichteten flachen Spulen in einem nachfolgenden Schritt in Reihe geschaltet werden müssen, werden die rechtsgängigen und die linksgängigen Spulen abwechselnd übereinander gelegt. Weiter bilden bei dieser Ausführungsform die ungeradzahligen Lagen, die linksgängigen Spulen, während die rechtsgängigen Spulen die geradzahligen Lagen bilden.

Als nächstes wird ein wärmehärtender Lack (nicht dargestellt), der als Kleber zum gegenseitigen Befestigen der supraleitenden Drähte 2 dient, auf die erzeugte Flachspule 3 aufgetragen (Schritt S2). Danach wird die Flachespule 3 durch eine Presse (nicht dargestellt) angedrückt, um sie in Form zu bringen, und anschließend wird der Lack erwärmt und dadurch gehärtet, um die supraleitenden Drähte 2 aneinanderzuheften (Schritt S3).

Dann werden die beiden Spulenendabschnitte 3c mit einer Biegemaschine (nicht dargestellt) relativ zu derjenigen Ebene umgebogen, in der die Innen- und Außendurchmesserabschnitte 3a und 3b liegen, wie Fig. 1B zeigt. Dementsprechend werden die Spulenendabschnitte 3c in die der Partikelbahn 20 entgegengesetzten Richtung um einen vorbestimmten Winkel θ umgebogen, derart, daß sie einander gegenüberstehen (Schritt S4), wodurch die Spuleneinheit (Scheibenspuleneinheit) 4, die die erste Lage bildet, hergestellt ist (Schritt S5).

Als nächstes kehrt das Verfahren nach Schritt S1 zurück und es wird die zweite Lagenspuleneinheit hergestellt. Da die zweite Lage die ebene Lage ist, wird die zweite Flachlagenspule 3 durch rechtsgängiges Wickeln des supraleitenden Drahtes 2 nach außen hin mit einer vorbestimmten Anzahl von Windungen hergestellt (Schritt S1). Die Gesamtansicht der zweiten Lagenflachspule 3 entspricht derjenigen der in Fig. 1A dargestellten Flachspule 3, mit dem Unterschied, daß das innere Ende des supraleitenden Drahtes 2 nach oben gerichtet ist, während sich das äußere Ende in einer Abwärtsrichtung erstreckt. Außerdem besitzt die zweite Flachlagenspule 3 eine kürzere longitudinale Länge L als die erste Spule. Dadurch kann die Höhe der abgebogenen Spulenendabschnitte 3c der übereinandergeschichteten Spuleneinheiten 4 gleich groß gemacht werden. Das heißt, daß die auf eine innere oder obere Seite gelegte Spule eine kürzere longitudinale Länge L besitzt als die unmittelbar auf die äußere oder untere Seite dieser flachen Spule gelegte flache Spule.

Als nächstes wird ein Lack (nicht dargestellt) auf die in gleicher Weise wie die erste Lage gewickelte Flachspule 3 aufgebracht (Schritt S2), und dann wird die Flachspule durch eine Presse angedrückt und erwärmt, um die supraleitenden Drähte 2 aneinander zu befestigen (Schritt S3). Anschließend werden die beiden Spulenendabschnitte 3c der Flachspule 3 umgebogen, derart, daß sie genau mit den Spulenendabschnitten der ersten Flachlagenspule zusammenpassen, wenn die erste Flachspule 3 auf die erste Flachlagenspule gelegt werden (Schritt S4), womit die zweite Lagenspuleneinheit 4 hergestellt ist (Schritt S5).

Das geschilderte Verfahren von Schritt S1 bis Schritt S5 wird zur Bildung der vorbestimmten Anzahl von Spuleneinheiten wiederholt (die aus beispielsweise N Lagen bestehen; Schritt S6).

Wenn die aus N Lagen bestehenden Spuleneinheiten hergestellt sind, werden die Spuleneinheiten 4 nacheinander in der vorbestimmten Reihenfolge übereinandergeschichtet, um einen Spulensatz zu bilden. Dabei werden die kammförmigen wärmegehärteten, blattförmigen Klebeeinlagen 9 zwischen die einander benachbarten Spuleneinheiten 4 eingefügt, wie in Fig. 3 gezeigt ist (Schritt S7). Die kammförmigen Klebeblatteinlagen 9 dienen zur Verbindung der Spuleneinheiten untereinander und erlauben den Eintritt eines Kühlmittels in den Spulensatz (Spalt) zwischen den Spuleneinheiten, an denen keine Klebeblatteinlagen vorhanden sind, um so das Kühlvermögen der Spuleneinheiten zu steigern. Der Spaltabschnitt, in welchem keine Klebeblatteinlagen vorhanden sind, erstreckt sich quer zu den supraleitenden Drähten 2 und kann damit keine Verschiebung der supraleitenden Drähte 2 verursachen. Die nicht benötigten peripheren Abschnitte der Klebeblatteinlagen 9 werden später abgeschnitten.

Als nächstes werden die inneren Enden der supraleitenden Drähte 2 der benachbarten Spuleneinheiten 4 in den einzelnen Spuleneinheiten 4 elektrisch miteinander verbunden, während die äußeren Enden der supraleitenden Drähte 2 der benachbarten Spulenenden 4 in den einzelnen Spuleneinheiten 4 elektrisch miteinander verbunden werden, so daß N Spuleneinheiten 4 in Serie geschaltet sind (Schritt S8). Fig. 4A veranschaulicht den inneren Anschlußabschnitt des Außendurchmesserabschnittes 3b, wie er aus der durch einen Pfeil IVA angezeigten Richtung bei einer in Fig. 1C dargestellten supraleitenden Spule 5 gesehen wird, während Fig. 4B den äußeren Anschlußabschnitt des Außendurchmesserabschnittes 3b wiedergibt, wie er durch die vom Pfeil IVB der Fig. 1C angezeigte Richtung gesehen wird. Bei dieser Ausführungsform gibt es auf der Innen- und Außenseite der Außendurchmesserabschnitte der Spuleneinheiten 4, welche ebene Lagen bilden, von der ersten Lage L1 bis zur N-ten Lage LN einen Anschlußabschnitt 2A der superleitenden Drähte 2. An jedem Anschlußabschnitt 2A sind die Enden der supraleitenden Drähte 2 durch Andrücken, Löten oder Schmelzen miteinander verbunden. In den Fig. 4A und 4B ist die zwischen die benachbarten Spuleneinheiten eingefügte blattförmige Klebeeinlage 9 nicht dargestellt (vgl. Fig. 3).

Anschließend werden die übereinandergeschichteten N Spuleneinheiten 4 mit einem Preßkaliber (nicht dargestellt) angedrückt, dabei in Form gebracht, und dann zur Bildung der in Fig. 1C dargestellten superleitenden Spule 5 erwärmt (Schritte S9 und S10).

Fig. 5A stellt einen Schnitt entlang der Linie VA-VA der Fig. 1C dar, während Fig. 5B einen Schnitt entlang der Linie VB-VB der Fig. 1C darstellt. Die supraleitende Spule 5 gemäß der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich vom konventionellen supraleitenden Draht dadurch, daß die Außendurchmesserabschnitt der Lagen aus supraleitendem Draht übereinander in senkrechter Richtung aufgeschichtet werden, wobei die erste Lage L1 in der untersten Position angeordnet wird. Im Bereich des Innendurchmesserabschnittes sind die Lagen identisch geschichtet. Im Bereich des Spulenendabschnittes sind die Lagen übereinander in waagrechter Richtung nach innen hin aufgeschichtet, wobei die erste Lage L1 in der am weitesten nach außen gelegenen Position angeordnet ist. In den Fig. 5A und 5B sind die zwischen benachbarte Spuleneinheiten eingefüllten blattförmigen Klebeeinlagen weggelassen (vgl. Fig. 3).

Bei der in Fig. 1C dargestellten supraleitenden Spule 5 beträgt der Durchmesser D ungefähr 2 m, die Breite W1 ungefähr 60 cm, während die Höhe des Spulenendabschnittes D1 etwa 45 cm mißt. Bei der in Fig. 5A dargestellten supraleitenden Spule betragen sowohl die Höhe des Abschnittes D2, als auch die Breite W1 ungefähr 13 cm.

Bei der ersten Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung der supraleitenden Spule wird eine komplizierte Wickelvorrichtung nicht benötigt, da das Wickeln des supraleitenden Drahtes 2 erst dann erfolgt, wenn die Flachspule 3 hergestellt worden ist. Daher können die Herstellungskosten und der Preis der supraleitenden Spule 5 verringert werden.

Weiter werden bei dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren die Spuleneinheiten 4 erst nach dem Umbiegen übereinandergelegt. Also erfolgt das Umbiegen der Spulenendabschnitte auf einer einzelnen Flachspule 3, so daß dafür eine Umbiegemaschine kleiner Abmessungen genügt.

Da weiter nach der Herstellung der Flachspule 3, durch dichtes Wickeln des supraleitenden Drahtes 2, die Spulenendabschnitte 3c hochgestellt werden, wird zwischen den supraleitenden Drähten 2 kein Spalt erzeugt, so daß ein Quencheffekt aufgrund der Verschiebung des supraleitenden Drahtes 2 verhindert wird. Die Folge ist, daß die Supraleitenden Eigenschaften der supraleitenden Spule 5 stabilisiert werden und eine höchst zuverlässige Spule erhalten wird.

Fig. 6 stellt eine perspektivische, teilweise aufgebrochene Ansicht einer supraleitenden Spule gemäß der vorliegenden Erfindung dar, die in einem Spulenbehälter untergebracht ist. Die supraleitende Spule 5 ist in einem Spulenbehälter 10 aus rostfreiem Stahl untergebracht, der eine Form entsprechend der supraleitenden Spule 5 besitzt. Im Behälter 10 ist die supraleitende Spule mit Hilfe eines Befestigungsmittels (nicht dargestellt) zwischen der Außenwand 10a und einem inneren Rahmen 10b befestigt, so daß sie sich nicht infolge der elektromagnetischen Kräfte bewegen kann, die durch das von der Spule 5 selbst erzeugte Magnetfeld hervorgerufen werden. Der Spulenbehälter 10 ist mit einem Kühlmittel gefüllt (nicht dargestellt), wie etwa flüssiges Helium, so daß der Innenraum des Spulenbehälters 10 auf einer sehr niedrigen Temperatur gehalten wird, um die supraleitende Spule 5 im supraleitenden Zustand zu halten. Auf der Innenseite des inneren Rahmens 10b ist eine Korrekturspule zum Korrigieren des erzeugten magnetischen Feldes oder eine Hilfsspule zur Verstärkung der Intensität des magnetischen Feldes angeordnet, deren Darstellung und Beschreibung hier fortgelassen wird.

Die Fig. 7A und 7B stellen jeweils Drauf- und Querschnittsansichten des supraleitenden Drahtes 2 dar, der zur Herstellung der Supraleitenden Spule 5 gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Der supraleitende Draht 2 weist einen im Schnitt rechteckigen Draht 2a sowie ein um den rechteckigen Draht 2a schraubenförmig (spiralig) gewickeltes Fadenbündel 2b auf, wobei zwischen den Windungen ein Abstand besteht, wie Fig. 7A zeigt. Die Länge der beiden Kanten des rechteckigen Drahtes 2a liegt zwischen 2 bis 3 mm. Der rechteckige Draht 2a weist ein Bündel bestehend aus einer Vielzahl supraleitender Fäden 2c aus Niobiumtitan (NbTi), Kupfer 2d, welches das Bündel aus dünnen Drähten 2c bedeckt, und eine Isolierschicht 2e bestehend aus Formal zum Bedecken der Oberfläche des Kupfers 4d auf. Die Fäden 2b bestehen aus Polyamid, Glas oder Nylon. Der Durchmesser des einzelnen Fadens liegt zwischen 10 bis 50 µm, wobei 50 bis 100 Fäden 2b ein Bündel bilden. Das Bündel ist schraubenförmig um die Oberfläche des rechteckigen Drahtes 2a gewickelt, derart, daß zwischen den benachbarten Windungen ein Abstand besteht.

Wenn die supraleitende Spule 5 durch Wickeln des supraleitenden Drahtes 5 hergestellt worden ist, werden die supraleitenden Drähte mit Lack überzogen, um sie aneinander zu fixieren. Dabei bindet der Lack auch die Fäden 2b an. Beim herkömmlichen supraleitenden Draht wird ein Band geringer Breite um den supraleitenden Draht gewickelt. Es ist jedoch sehr schwierig, das Band spiralig um einen leitenden Draht mit kleinem Querschnitt zu wickeln. Infolgedessen wird bei der vorliegenden Erfindung anstelle des Bandes ein Fadenbündel 2b verwendet. Das Fadenbündel 2b wird so gewickelt, daß sich zwischen den benachbarten Windungen ein Zwischenraum ergibt, weil eine solche Wickelart die direkte Berührung des Kühlmittels mit dem Spaltabschnitt des Rechteckdrahtes 2a ermöglicht, in welchem keine Fäden 2b vorhanden sind, so daß die Kühlwirkung gesteigert wird.

Bei der ersten Ausführungsform der Erfindung wird der Lack auf den supraleitenden Draht 2 aufgebracht, nachdem er zur Bildung der Flachspule gewickelt wurde. Es kann aber zur Herstellung einer flachen Spule auch ein supraleitender Draht 2 verwendet werden, bei dem ein Bündel aus Fäden 2b, die mit dem wärmehärtenden Lack getränkt sind, vorher schraubenförmig um den rechteckigen Draht 2a derart aufgewickelt wird, daß ein Zwischenraum zwischen den benachbarten Windungen besteht.

Nunmehr wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die Fig. 8A bis 8C und 9 beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird ein supraleitender Draht mit einer Länge entsprechend den beiden Lagen von deren Mitte her in zwei Richtungen gewickelt, um eine Flachspule entsprechend der beiden Lagen herzustellen. Solche zweilagigen flachen Spulen werden unter Bildung einer supraleitenden Spule übereinandergeschichtet.

Nachfolgend wird ein Verfahren zur Herstellung supraleitender Spulen gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird ein supraleitender Draht verwendet, dessen Fadenbündel vorher mit dem wärmehärtenden Lack getränkt wurde. Der supraleitende Draht 2 mit einer Länge entsprechend den beiden Lagen ist in zwei Abschnitte unterteilt, wobei ein Abschnitt des Drahtes von einem im wesentlichen mittleren Abschnitt des Drahtes nach außen und rechtsgängig mit einer Vielzahl von Windungen gewickelt wird, um eine erste Flachlagenspule zu bilden (Schritt S20). Danach wird die gebildete flache Spule mit Hilfe einer Preßmaschine angedrückt (nicht dargestellt), um sie in Form zu bringen, woraufhin die Spule erwärmt wird, um den Lack zu härten und dadurch die supraleitenden Drähte 2 aneinander zu binden (Schritt S21).

Als nächstes wird die in Fig. 3 dargestellte blattförmige Hafteinlage 9 auf einem Abschnitt der ersten Flachlagenspule plaziert, mit Ausnahme der beiden Spulenendabschnitte 6b (vgl. Fig. 8A; Schritt S22). Der periphere überflüssige Abschnitt der Klebeeinlage wird später abgeschnitten.

Als nächstes wird der andere Abschnitt des supraleitenden Drahtes 2 vom Mittelabschnitt des Drahtes aus linksgängiges und nach außen hin mit einer vorbestimmten Anzahl von Windungen gewickelt, wobei die blattförmige Klebeeinlage 9 zwischen die erste und die zweite flache Spule eingefügt wird, um eine zweite Flachlagenspule zu bilden (Schritt S23). Dann werden die erste und die zweite Flachlagenspule im übereinandergeschichteten Zustand durch eine Presse angedrückt, um sie in Form zu bringen. Dann wird die Spule erwärmt, um die supraleitenden Drähte 2 der zweiten Flachlagenspule aneinander zu befestigen und um gleichzeitig die erste und die zweite Flachlagenspule aneinanderzuheften. Damit ist die in Fig. 8A dargestellte Flachlagenspule 6 hergestellt (Schritt S24). Die Flachlagenspule 6 weist einen zweilagigen Innendurchmesserabschnitt 6a, einen zweilagigen Außendurchmesserabschnitt 6b, und zweilagige Spulenendabschnitte 6c auf.

Als nächstes werden die beiden zweilagigen Spulenendabschnitte 6c mit einer Biegemaschine (nicht dargestellt) relativ zu derjenigen Ebene umgebogen, in der sich die zweilagigen Innen- und Außendurchmesserabschnitte 6a und 6b befinden, wie Fig. 8B zeigt. Entsprechend werden die zweilagigen Spulenendabschnitte 6c um einen bestimmten Winkel Θ in eine Richtung angehoben, in der sie von der Teilchenbahn 20 (vgl. Fig. 12) so abzweigen, daß sie einander gegenüberstehen (Schritt S25). Als nächstes wird die Klebeeinlage 9 zwischen den ersten und den zweiten Lagenspulenendabschnitt 6c eingefügt und zum Verbinden der Spulenendabschnitte erwärmt, wodurch die Zweilagenspuleneinheit (eine zweilagige Scheibenspuleneinheit) 7 fertiggestellt ist, die den ersten Satz bildet (Schritt S26).

Dann kehrt das Verfahren nach Schritt S20 zurück und es wird eine Zweilagenspuleneinheit 7, die den zweiten Satz bildet, durch Ausführen der Arbeitsgänge von Schritt S20 bis S26 hergestellt. Wenn die Zweilagenspuleneinheit, die den zweiten Satz bildet, hergestellt ist, werden in Schritt S25 beide zweilagigen Spulenendabschnitte 6c so umgebogen, daß sie genau mit den Spulenendabschnitten 6c der Spuleneinheit des ersten Satzes übereinstimmen, wenn der zweite Satz auf den ersten Satz aufgelegt wird. Um dies zu erreichen, besitzt die flache Spule eine größere longitudinale Länge als die Spule, die auf die innere, das heißt auf die obere Seite derselben, aufgelegt wird.

Die Arbeitsgänge von Schritt S20 bis Schritt S26 werden solange wiederholt, bis die Zweilagenspulenabschnitte, welche eine vorbestimmte Anzahl von Sätzen bilden (beispielsweise N/2 Sätze), vollendet sind (Schritt S27).

Wenn die Zweilagenspuleneinheiten 7 der vorbestimmten Anzahl von Sätzen hergestellt sind, werden sie in einer vorbestimmten Reihenfolge übereinandergeschichtet. Dabei wird die in Fig. 3 dargestellte blattförmige Hafteinlage 9 zwischen die einander benachbarten Spuleneinheiten 7 eingefügt (Schritt S28). Der peripher überflüssige Abschnitt der Klebeeinlage 9 wird später abgeschnitten.

Als nächstes werden die Enden der an der äußeren Seite der zweilagigen Außendurchmesserabschnitte 6b der benachbarten zweilagigen Spuleneinheit 7 miteinander verbunden, um die Spuleneinheiten 7 elektrisch in Reihe zu schalten (Schritt S29). Fig. 10 veranschaulicht Verbindungsabschnitte 2A, die an der äußeren Seite der Außendurchmesserabschnitte angeordnet sind, wie dies aus der in Fig. 8C durch den Pfeil X angezeigten Richtung gesehen wird, wobei die Figur eine fertiggestellte supraleitende Spule 8 zeigt. Jeder der Verbindungsabschnitte 2A gehört zur zweiten Lage jeder der Zweilagenspuleneinheiten 7. Die Enden der supraleitenden Drähte 2 am Verbindungsabschnitt 2A werden miteinander durch Pressen, Löten oder Schmelzen verbunden. Die zwischen die benachbarten Spuleneinheiten 7 eingefügten Klebeeinlagen (vgl. Fig. 3) sind in Fig. 10 fortgelassen.

Die übereinandergeschichteten Zweilagenspuleneinheiten 7 werden durch ein Preßwerkzeug (nicht dargestellt) aneinandergedrückt und in Form gebracht und dann zum gegenseitigen Verbinden der einzelnen Spuleneinheiten 7 erwärmt, womit die in Fig. 8C dargestellte supraleitende Spule 8 fertiggestellt ist (Schritte S30 und S31). Die Querschnittsansichten der supraleitenden Spulen 8 sind im wesentlichen die gleichen wie die in den Fig. 5A und 5B dargestellten Querschnitte, wobei ihre Darstellung weggelassen ist.

Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Anzahl der Verbindungsabschnitte 2A des supraleitenden Drahtes 2 im Vergleich zur ersten Ausführungsform verringert werden, weil die Zweilagenflachspule 6 durch Wickeln eines einzelnen supraleitenden Drahtes mit einer Länge entsprechend den beiden Lagen hergestellt wird. Da weiter alle Verbindungsabschnitte an der Außenseite der Außendurchmesserabschnitte plaziert werden können, die eine niedrige magnetische Flußdichte aufweisen, werden die Verbindungsabschnitte durch das von der supraleitenden Spule 8 erzeugte magnetische Feld weniger stark beeinflußt.

Da weiter die Spulenendabschnitte der ersten und der zweiten Lage der Zweilagenspuleneinheit 7 miteinander nach dem Umbiegen verbunden werden, kann das mechanische Verwinden der supraleitenden Drähte 2 an den Umbeigeabschnitten 6d und den Spulenendabschnitten 6c reduziert werden (vgl. Fig. 8B). Dies verhindert eine Schädigung des supraleitenden Drahtes 2 und verbessert die Dimensionsgenauigkeit nach dem Umbiegen.

Bei der in den Fig. 8A bis 8C dargestellten Ausführungsform der Erfindung befinden sich die Verbindungsabschnitte 2A zwischen den einzelnen Sätzen an der äußeren Seite des Außendurchmesserabschnittes der supraleitenden Spule, die eine relativ niedrige magnetische Flußdichte aufweist.

Nachfolgend wird eine andere Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Fig. 11A bis 11C beschrieben, bei der die Verbindungsabschnitte an Stellen vorgesehen sind, die eine niedrigere magnetische Flußdichte aufweisen.

Fig. 11A stellt eine perspektivische Ansicht eines Spulenbehälters dar, in welchem eine supraleitende Spule untergebracht ist; Fig. 11B stellt einen Schnitt entlang der Linie XIB-XIB der Fig. 11A dar, während Fig. 11C eine Seitenansicht einer supraleitenden Spule darstellt, wie sie aus der durch einen Pfeil XIC der Fig. 11B angezeigten Richtung gesehen wird.

Bei dieser Ausführungsform wird eine supraleitende Spule 80 durch Übereinanderschichten der in Fig. 8B dargestellten Zweilagenspuleneinheiten 7 gebildet, wobei die supraleitende Spule 8 in einem Spulenbehälter 40 untergebracht ist, der mit einem Kühlmittel (nicht dargestellt) gefüllt ist. Die supraleitende Spule 80 besitzt einen Innendurchmesserabschnitt 80a, einen Außendurchmesserabschnitt 80b, und Spulenendabschnitte (nicht dargestellt), die an den beiden Seiten der Spule angeordnet sind. Die beiden Enden des supraleitenden Drahtes 2 jeder Zweilagenspuleneinheit 7 befinden sich an der äußeren Seite des Außendurchmesserabschnittes 80b der supraleitenden Spule 80. Die beiden Enden des supraleitenden Drahtes 2 jeder Zweilagenspuleneinheit 7 sind mit den beiden Enden der supraleitenden Drähte 2 der benachbarten Zweilagenspuleneinheiten 7 im Bereich der Verbindungsabschnitte 2B elektrisch verbunden, um die aufeinandergelegten einzelnen Spuleneinheiten 7 in Serie zu schalten. Die beiden Enden des supraleitenden Drahtes 2 jeder Einheit 7 erstrecken sich in Aufwärtsrichtung, derart, daß sie sich von der supraleitenden Spule 80 abheben, wobei der Verbindungsabschnitt 2B an einer Stelle vorgesehen ist, die eine niedrige magnetische Flußdichte aufweist. Die Verbindungsabschnitte 2B befinden sich innerhalb einer Verbindungsabschnittskappe 40a, die auf dem Behälter 40 angebracht und mit dem Behälter 40 über eine Öffnung 40b verbunden ist. Der Innenraum der Verbindungsabschnittskappe 40a kann durch ein Kühlmittel ebenfalls auf einer sehr niedrigen Temperatur gehalten werden.

Die Verbindungsabschnitte 2B der supraleitenden Drähte 2 der einzelnen Spuleneinheiten befinden sich also an einer Stelle, die eine niedrige magnetische Flußdichte aufweist. Infolgedessen können die an den Verbindungsabschnitten 2B angreifenden elektromagnetischen Kräfte verringert werden, so daß die Zuverlässigkeit der Verbindungsabschnitte 2B verbessert wird. Weiter kann die kritische Stromstärke des Verbindungsabschnittes, d. h. die Obergrenze des Stromes, der durch den supraleitenden Verbindungsabschnitt fließt, erhöht werden.

Wie im Falle der zuvor behandelten Ausführungsbeispiele kann das Anschließen des Verbindungsabschnittes 2B bei der dritten Ausführungsform durch Pressen, Löten oder Schmelzen erfolgen. Alternativ können die im supraleitenden Drahte der Fig. 7B vorgesehenen supraleitenden Fäden 2c so freigelegt werden, daß die entsprechenden dünnen supraleitenden Faden 2c durch Pressen oder Schmelzen miteinander verbunden werden können. Diese Verbindung wird supraleitende Verbindung genannt. Wenn die supraleitende Verbindung hergestellt ist, muß ein Test durchgeführt werden, um zu prüfen, ob eine zuverlässige supraleitende Verbindung erzielt worden ist oder nicht. Der Test kann leicht durchgeführt werden, wenn die Verbindungsabschnitte 2B von der supraleitenden Spule 80 abstehen, wie das bei der dritten Ausführungsform der Erfindung der Fall ist.

Bei den oben erwähnten Ausführungsformen werden die Spuleneinheiten 4 bzw. die Zweilagenspuleneinheiten 7 übereinandergeschichtet und dann in Reihe geschaltet. Die aufeinadergelegten Spuleneinheiten 4 oder 7 können aber auch parallelgeschaltet oder in Serien-Parallelkombinationen geschaltet oder in Serien-, Parallel- und Serien-Parallelkombinationen geschaltet werden.

Weiter wird bei den oben erwähnten Ausführungsformen ein supraleitender Draht 2 verwendet. Es kann aber auch ein normal leitender Draht verwendet werden. Das heißt, daß die vorliegende Erfindung auch auf eine normal leitende Spule angewandt werden kann. Weiter besteht keine Beschränkung hinsichtlich der Querschnittsform des leitenden Drahtes.

Darüber hinaus ist bei den oben behandelten Ausführungsformen der Erfindung die supraleitende Spule, bei der es sich um die Hauptspule zur Erzeugung eines Magnetfeldes von mehreren Tesla in der Partikelbahn 20 handelt, als Spule zur Verwendung bei einem Elektromagneten zum Ablenken geladener Teilchen beschrieben worden. Die vorliegende Erfindung kann aber auch bei einer Korrekturspule zum Korrigieren des erzeugten magnetischen Feldes oder bei einer Hilfsspule zum Verstärken der Intensität des von der Hauptspule erzeugten magnetischen Feldes angewandt werden.

Wie aus der obigen Beschreibung hervorgeht, wird die Spule für einen Elektromagneten zum Ablenken geladener Teilchen gemäß der vorliegenden Erfindung durch Übereinanderschichten einer vorbestimmten Anzahl von Spuleneinheiten hergestellt, wobei jede Spuleneinheit durch Umbiegen der Spulenendabschnitte einer flachen Spule gebildet wird, woraufhin die übereinandergelegten Spuleneinheiten elektrisch miteinander verbunden werden.

Ein kompliziertes Wickeln des Leitungsdrahtes entfällt daher, so daß eine entsprechende Vorrichtung für diesen Zweck nicht benötigt wird. Dies führt zu einer Verringerung der Herstellungskosten der Spule. Da weiter alle leitenden Drähte nach außen hin gewickelt werden, wird die Möglichkeit der Entstehung eines Spaltes zwischen den Spulen verringert und somit eine äußerst zuverlässige Spule geschaffen.

Claims (17)

1. Ablenkspule in einem Elektromagneten (30) zum Ablenken eines Strahles von geladenen Teilchen auf eine gekrümmte Bewegungsbahn (20) bestehend aus mindestens zwei Lagen (L1, L2, LN) gewickelten Drahtes (2), umfassend:

• a) mindestens zwei übereinandergeschichtete eben aus Draht (2) gewickelte Flachspulen (3, 6, 7, L1, L2, LN) mit jeweils einem ebenen Bogenabschnitt (3a, 3b; 6a, 6b) und zwei sich daran anschließenden Endabschnitten (3a; 6c), die jeweils um einen vorgegebenen Winkel (Theta) aus der Flachspulenebene abgebogen sind; und
• b) mindestens einen Verbindungsabschnitt (2A; 2B) zwischen den zwei Flachspulen (3, 6, 7, L1, L2, LN) zum elektrischen Verbinden jeweils eines Drahtendes jeder Flachspule (3, 6, 7, L1, L2, LN).

2. Ablenkspule nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Klebemittel zum Anheften des gewickelten Drahtes der Flachspulen.

3. Ablenkspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachspulen durch alternatives Wickeln einer Vielzahl rechtsgängiger Lagen und einer Vielzahl linksgängiger Lagen gebildet ist.

4. Ablenkspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkspule durch eine Vielzahl von Zweilagen- Flachspulen gebildet ist.

5. Ablenkspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsabschnitt zwischen den Flachspulen in eine Position vorsteht, in der die magnetische Flußdichte gering ist.

6. Ablenkspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkspule in einem Spulenbehälter untergebracht ist, der mit einem Kühlmittel gefüllt ist, das nach Durchtritt durch einen Spalt in Berührung mit den leitenden Drähten gelangt, der sich in Querrichtung zu den gewickelten leitenden Drähten erstreckt, wobei der Spalt durch ein Fadenbündel gebildet ist, das auf dem leitenden Draht schraubenförmig unter Belassung eines Zwischenraumes zwischen den benachbarten Lagen aufgewickelt ist.

7. Ablenkspule nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkspule in einem Spulenbehälter untergebracht ist, der mit einem Kühlmittel gefüllt ist, das nach Durchtritt durch einen Spalt in Berührung mit den leitenden Drähten gelangt, der sich in Querrichtung zu den gewickelten leitenden Drähten erstreckt, wobei der Spalt durch ein Fadenbündel gebildet ist, das auf dem leitenden Draht schraubenförmig unter Belassung eines Zwischenraumes zwischen den benachbarten Windungen aufgewickelt ist, so daß ein Raum zwischen den benachbarten Windungen und einem Klebeband, welches das genannte Klebemittel umfaßt, entsteht, wobei letzteres intermittierend zwischen die benachbarten Flachspulen eingefügt ist.

8. Ablenkspule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht ein supraleitender Draht ist.

9. Verfahren zur Herstellung einer Ablenkspule in einem Elektromagneten (30) zum Ablenken eines Strahles von geladenen Teilchen auf eine gekrümmte Bewegungsbahn (20) bestehend aus mindestens zwei Lagen (L1, L2, LN) gewickelten Drahtes (2), umfassend die folgenden Schritte:

• a) Herstellen von mindestens zwei ebenen Flachspulen (3, 6, 7, L1, L2, LN) durch Wickeln von Draht (2), so daß
• b) die zwei Flachspulen (1, 3, 6, 7, L1, L2, LN) jeweils einen ebenen Bogenabschnitt (3a, 3b; 6a, 6b) und zwei sich daran anschließende Endabschnitte (3c; 6c) aufweisen;
• c) Umbiegen jedes Endabschnittes (3c; 6c) jeder Flachspule (3, 6, 7, L1, L2, LN) um einen vorgegebenen Winkel (Theta) aus der Flachspulenebene;
• d) Übereinanderschichten der mindestens zwei Flachspulen (3, 6, 7, L1, L2, LN); und
• e) elektrisches Verbinden jeweils eines Drahtendes jeder Flachspule (3, 6, 7, L1, L2, LN) an einem sich zwischen den zwei Flachspulen (3, 6, 7, L1, L2, LN) befindlichen Verbindungsabschnitt (2A, 2B).

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es weiter folgende Schritte aufweist:
festes gegenseitiges Anheften der zur Bildung der Ablenkspule gewickelten Lagen; und
Formen der einzelnen Lagen, die durch Anheften der benachbarten Spuleneinheiten ein Ganzes bilden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zur Herstellung der mindestens zwei Flachspulen einen Teil schritt zur Herstellung einer Vielzahl von rechtsgängigen flachen Spulen und einen Schritt zur Herstellung einer Vielzahl von linksgängigen flachen Spulen aufweist, wobei jede der rechts- und linksgängigen flachen Spulen durch Wickeln des leitenden Drahtes nach außen hin gebildet ist und die Spule den Innendurchmesserabschnitt an der Innendurchmesserseite der bogenförmigen Bahn der geladenen Teilchen aufweist, während der Außendurchmesserabschnitt an der Außendurchmesserseite der Teilchenbahn angeordnet ist und die Spulenendabschnitte an beiden Seiten des Innen- und Außendurchmesserabschnittes zum gegenseitigen Verbinden der Innen- und Außendurchmesserabschnitte angeordnet sind.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß beim Schritt zum Anheften der Lagen die Flachspule zu ihrer Formgebung angedrückt und durch ein Haftelement fixiert wird, und daß beim Schritt des Anheftens der Spuleneinheiten ein Anheftelement zwischen die benachbarten Flachspulen eingefügt wird, um die einander benachbarten Flachspulen miteinander zu verbinden.

13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der leitende Draht ein supraleitender Draht ist.

14. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt a), b) jede Flachspule (6) der zwei ebenen Flachspulen (6) durch das Wickeln von Draht (2) eine Flachspule (6) mit jeweils zwei Lagen (6a, 6b) hergestellt wird, wobei der Schritt a), b) zur Herstellung jeder zweilagigen Flachspule (6) die folgenden Teilschritte umfaßt:

• ab1) Bilden (S20) einer ersten Lage (6a) durch rechtsgängiges Wickeln einer Hälfte des Drahtes (2) beginnend an einem Zwischenabschnitt des Drahtes; und
• ab2) Bilden (S23) einer zweiten Lage (6b) durch linksgängiges Wickeln des restlichen Abschnittes des Drahtes (2) vom Zwischenabschnitt; und

wobei in dem Umbiegeschritt c) die beiden Lagen (6a; 6b) übereinandergeschichtet werden (S24) und die Endabschnitte (6c) beider Lagen (6a; 6b) gemeinsam umgebogen werden (S25).

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht (2) vor der Herstellung der zweilagigen Flachspule (6) mit einem wärmehärteten Lack getränkt wird, die erste Lage (6a) nach dem Wickeln im Schritt a1) erwärmt wird, um die Drahtwicklung der ersten Lage (6a) aneinander zu binden (S21) und danach auf der gebundenen ersten Lage (6a) eine Hafteinlage (9) plaziert wird, und nach Schritt a2) die übereinandergeschichtete erste und zweite Lage (6a, 6b) erwärmt werden, wobei die Drahtwicklungen der zweiten Lage (6b) aneinander gebunden werden und gleichzeitig die ersten und zweiten Lagen (6a, 6b) aneinander gebunden werden.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt c) die Endabschnitte (6c) jeder zweilagigen Flachspule (6) umgebogen werden, eine Klebeinlage (9) zwischen die zwei Lagen (6a, 6b) am umgebogenen Endabschnitt (6c) eingefügt wird, und die Endabschnitte (6c) dann zum Anbinden der beiden Lagen an ihrem Endabschnitt erwärmt werden.