DE4227757A1 - Drosselvorrichtung fuer eine elektromagnetische reihe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Filterkreis zur Beseitigung von Rauschen einer Hochfrequenz-Kompo­ nente in einem Magnetron für eine elektromagnetische Reihe, insbesondere eine Drosselvorrichtung mit einem verbesserten Ferritkern, mit dem die Temperaturerhö­ hung einer Drosselspule unterdrückt werden kann.

Herkömmliche Magnetfeldröhren für elektromagnetische Reihen umfassen einen Oszillator (10) zur Erzeugung eines hochfrequenten elektromagnetischen Wellensignals und einen Filterkreis (30), der zwischen dem Oszilla­ tor (10) und einer Stromquelle (nicht dargestellt) ge­ schaltet ist, um die Übertragung des im Oszillator (10) erzeugten Hochfrequenzsignals zur Stromquelle zu­ rückzuhalten (Fig. 1).

Der Oszillator (10) enthält eine zylinderförmige Anode (13), die im oberen und unteren Joch (11) und (12) an­ gebracht ist, und einen Faden (14) auf einer Mittel­ achse der Anode (13). Eine Vielzahl von Stegen (15), die sich von der inneren Umfangsfläche der Anode (13) her in Richtung auf den Elementarfaden (14) erstrec­ ken, sind radial in der inneren Umfangsfläche der An­ ode (13) angebracht. Außerdem befindet sich eine An­ zahl von Kühlrippen (16), die sich von der äußeren Um­ fangsfläche der Anode (13) zur inneren Umfangsfläche des unteren Poljochs (12) erstrecken, an der äußeren Umfangsfläche der Anode (13). Mittels eines im Faden (14) erzeugten Thermions wird die Wärme in der Anode (13) durch die Kühlstifte (16) nach außen freigesetzt. Ferner befinden sich Magnetpole (17) und (18), die sich in Richtung auf die oberen und unteren Enden des Fadens (14) erstrecken, am oberen bzw. unteren Ende der Anode (13). Der Schwingungserzeuger (10) enthält an den oberen bzw. unteren Bereichen der Magnetpole (17) und (18) angebrachte Dauermagneten (19) bzw. (20), eine Mittelleitung (21), die sich vom oberen Ende des Elementarfadens (14) zum Filterkreis (30) er­ streckt, sowie eine Seitenleitung (22), die sich vom unteren Ende des Fadens (14) zum Filterkreis (30) hin erstreckt. Die Mittelleitung (21) und die Seitenlei­ tung (22) leiten die Arbeitsspannung, die über den Filterkreis (30) von der außen liegenden Stromquelle geliefert wird, zum Faden (14).

Der Filterkreis (30) umfaßt einen Filterkasten (31) und einen Durchführungskondensator (32), der in der Seitenwand des Filtergehäuses (31) angebracht ist, so daß er durch die Seitenwand des Filterkastens (31) läuft (Fig. 1 und 2). Der Kondensator (32) weist im äußeren, ungeschützten Teil des Filtergehäuses (31) zur Aufnahme einer Stromquelle erste und zweite Ver­ bindungsklemmen auf sowie dritte und vierte Verbin­ dungsklemmen, die auf der Innenseite des Filterkastens (31) angebracht sind. Die dritte und vierte Verbin­ dungsklemme des Kondensators (32) ist jeweils mit den rechten Enden der Drosselspulen (33) und (35) verbun­ den. Die Mittelleitung (21) und die Seitenleitung (22) ist jeweils mit den anderen Enden der Drosseln (33) und (35) verbunden. Ferner sind in den Drosselspulen (33) und (35) jeweils Ferritkerne (34) und (36) einge­ schoben. Wie in Fig. 3 dargestellt, weisen die Fer­ ritkerne (34) und (36) die Form von runden Stangen auf.

Das oben beschriebene Magnetron arbeitet wie folgt:
Das im Faden (14) erzeugte Elektron wird durch das Ma­ gnetfeld der im oberen und unteren Teil der Magnetpole angebrachten Dauermagneten in Rotation versetzt und zur Anode (13) bewegt. Zu diesem Zeitpunkt bilden die sich bewegenden Elektronen verschiedene rotierende Elektronenpole, so daß die Anode (13) sehr hoch fre­ quente Schwingungen ausführen kann. Die durch die An­ ode erzeugten Hochfrequenzkomponenten werden durch einen Elementarfaden (14), eine mittlere Leitung (21) und eine seitliche Leitung (22) zu den Drosselspulen (33) und (35) des Filterkreises (30) geleitet. Die den Drosselspulen (33) und (35) zugeführten, sehr hochfre­ quenten Komponenten werden durch den Durchführungskon­ densator (32) beseitigt, dieser bildet zusammen mit den Drosselspulen (33) und (35) einen Tiefpaß, so daß es nicht zu einer Übertragung an die Stromquelle kommt, die an die ersten und zweiten Verbindungsklem­ men des Durchführungskondensators (32) angeschlossen ist.

Durch die Erwärmung des Elementarfadens (14) werden jedoch die Drosselspulen (33) und (35) durch die im Faden (14) erzeugte und durch die Mittel- und Seiten­ leitung (21) bzw. (22) geleitete Wärme erwärmt. Da­ durch entsteht das Problem, daß aufgrund der Erwärmung der Schutzdrosseln (33) und (35) diese verschmoren oder die Ferritkerne (34) und (36) zu Bruch gehen.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Drosselvorrichtung für elektromagnetische Reihen bereitzustellen, die einen verbesserten Ferritkern aufweist, durch den Beschädigungen der Drosselspule und des Ferritkerns verhindert werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe enthält die erfindungsgemäße Drosselvorrichtung für elektromagnetische Reihen eine Drosselspule und zur Bildung einer Vielzahl von Venti­ lationsräumen einen in die Drosselspule eingeschobenen mehrwinkeligen, stangen- oder stabförmigen Ferritkern.

Im folgenden wird die oben genannte Aufgabe sowie an­ dere Vorteile der vorliegenden Erfindung durch Be­ schreibung von bevorzugten Ausführungsformen der vor­ liegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnun­ gen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine Schnittansicht eines Hauptteils des Magnetrons für elektromagnetische Reihen;

Fig. 2 zeigt in Draufsicht den Filterkreis aus Fig. 1;

Fig. 3 ist ein perspektivischer Riß eines herkömmli­ chen Ferritkerns;

Fig. 4 zeigt den Filterkreis mit einer Drosselvor­ richtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Draufsicht;

Fig. 5A ist eine perspektivische Darstellung zur Er­ läuterung der Ausführungsform des Ferritkerns gemäß Fig. 4;

Fig. 5B ist eine perspektivische Einzelansicht des Ferritkerns gemäß Fig. 5A;

Fig. 5C ist eine Seitenansicht der Drosselspule gemäß Fig. 4, in die der Ferritkern aus Fig. 5A einsetzt ist;

Fig. 6A ist eine getrennte perspektivische Ansicht zur Erläuterung einer anderen Ausführungsform des Fer­ ritkerns aus Fig. 5A;

Fig. 6B ist eine perspektivische Einzelansicht zur Illustration einer weiteren Ausführungsform des Fer­ ritkerns aus Fig. 5A und

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht zur Erläute­ rung einer anderen Ausführungsform des Ferritkerns aus Fig. 4.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung näher er­ läutert.

In Fig. 4 ist ein Filterkreis (30) mit einer Drossel­ vorrichtung dargestellt; gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält sie einen Durchfüh­ rungskondensator (32), der in der Seitenwand des Fil­ terkastens (31) angebracht ist. Der Durchführungskon­ densator (32) umfaßt erste und zweite Verbindungsklem­ men (32A) und (32B) für die Spannungszufuhr aus einer außen befindlichen (nicht dargestellten) Stromquelle. Der Durchführungskondensator (32) umfaßt eine dritte, mit einem Ende einer ersten Drosselspule (33) verbun­ dene Verbindungsklemme (32C) sowie eine vierte, mit einem Ende einer zweiten Drosselspule (35) verbundene Verbindungsklemme (32D). Die ersten und zweiten Ver­ bindungsklemmen (32A und 32B) des Durchführungskonden­ sators (32) sind mit der dritten bzw. vierten Verbin­ dungsklemme (32C und 32D) verbunden. Das andere Ende der ersten Drosselspule (33) ist mit der in Fig. 1 dargestellten Mittelzuführung (21) verbunden. Das an­ dere Ende der zweiten Drosselspule (35) ist mit der in Fig. 1 dargestellten Seitenzuleitung (22) verbunden.

Der Filterkreis (30) enthält ferner einen ersten in die erste Drosselspule (33) eingeschobenen Ferritkern (34) und einen zweiten Ferritkern (36), der in die zweite Drosselspule (35) eingeschoben ist. Die ersten und zweiten Ferritkerne (34) und (36) weisen die Form eines mehrwinkligen Stabes auf und bilden zwischen den Drosselspulen (33) und (35) eine Vielzahl von Lufträu­ men (60) (Fig. 5C). Die Drosselspulen (33) und (35) werden durch die in den Lufträumen (60) strömende Luft luftgekühlt, so daß eine Erwärmung der Drosselspulen (33) und (35) oberhalb einer vorbestimmten Temperatur verhindert wird. Die Ferritkerne (34) und (36) weisen eine Belüftungs- bzw. Durchflußöffnung (44) auf, die sich durch beide Endwände erstreckt und in Längsrich­ tung angeordnet ist, so daß ihre Strahlungsleistung erhöht wird. Die mehrwinkligen Ferritkerne (34) und (36) mit der Durchgangsöffnung (44) erzeugen aufgrund der Gestaltveränderung und der Bildung der Durchfluß­ öffnung eine verringerte magnetische Durchflußfläche des Magnetflusses und verringern dadurch die Indukti­ vität der Drosselspulen (33) und (35). Die in die Drosselspulen (33) und (35) eingeführten Ferritkerne (34) und (36) weisen größere Längen auf, um die ver­ ringerte Induktanz der Drosselspulen (33) und (35) zu kompensieren. Dabei wird die Windungszahl der in den Ferritkernen (34) und (36) gewickelten Drosselspulen (33) und (35) erhöht, so daß die Induktion L der Dros­ selspulen (33) und (35) gemäß der folgenden Formel er­ höht ist:
L = NΦ/i (H).

Dabei ist H die Wicklungszahl der Drosselspule, Φ der Magnetfluß und i der in der Drosselspule fließende Strom.

Die Fig. 5A und 5B sind perspektivische bzw. geson­ derte perspektivische Ansichten, die eine Ausführungs­ form der in Fig. 4 dargestellten Ferritkerne (34) und (36) mit rechteckiger Stangenform veranschaulichen. Fig. 5C ist eine Seitenansicht, bei der die Ferrit­ kerne (34) und (36) der Fig. 5A in die Drosselspulen (33) und (35) der Fig. 4 eingesetzt sind. Wie die Fig. 5A bis 5C zeigen, weisen die Ferritkerne (34) und (36) eine Durchflußöffnung (44) in Längsrichtung auf sowie abgerundete Bereiche (43) an ihren Kanten, um das Einschieben in die Drosselspulen (33) und (35) zu erleichtern. Die rechteckigen, stabförmigen Ferrit­ kerne (34) und (36) sind in ihrer Mitte entlang der Durchflußöffnung (44) in zwei Körper (41) und (42) un­ terteilt. Die Rundungen (43) weisen kreisförmige Bögen auf, die dem Durchmesser der Drosselspulen (33) und (35) entsprechen. Zwischen den Drosselspulen (33) und (35) und den Ferritkernen (34) und (36) befinden sich vier Ventilations- oder Lufträume (60).

Fig. 6A ist eine in Einzelteile aufgelöste Perspek­ tivansicht, die eine weitere Ausführungsform der rechteckigen Ferritkerne (34) und (36) der Fig. 5A zeigt. In Fig. 6A enthalten die Ferritkerne (34) und (36) zusätzlich zwei Durchflußöffnungen (45) und (46) (die in den Ferritkernen der Fig. 5A nicht vorhanden sind), so daß ihre Abstrahlung erhöht wird. Die erste Durchflußöffnung (44) verläuft durch die beiden seit­ lichen Mittelbereiche der Ferritkerne (34) und (36) und erstreckt sich in deren Längsrichtung. Die zweite Durchflußöffnung (45) ist (horizontal) rechtwinkelig zur ersten Durchflußöffnung (44) angeordnet und ver­ läuft durch die vorderen und hinteren Flächen der Fer­ ritkerne (34) und (36). Die dritte Durchflußöffnung (46) schließlich verläuft durch die oberen und unteren Flächen der Ferritkerne (34) und (36) senkrecht zu den ersten und zweiten Durchflußöffnungen (44) und (45). Somit sind die drei Durchgangsöffnungen (44 bis 46) radial vom Mittelpunkt der Ferritkerne (34) und (36) angeordnet.

Die Fig. 6B ist ein auseinandergezogener Perspektiv­ schnitt zur Erläuterung einer weiteren Ausführungsform der in Fig. 5A dargestellten rechteckigen Ferritkerne (34) und (36). In Fig. 6B weisen die Ferritkerne (34) und (36) zur Erhöhung ihrer Strahlungsleistung zusätz­ lich drei Durchflußöffnungen (47 bis 49) auf. Die er­ ste Durchflußöffnung (44) verläuft durch den mittleren Bereich der beiden Endwände der Ferritkerne (34) und (36) und ist in Längsrichtung der Kerne (34) und (36) angeordnet. Die zweiten bis vierten Durchflußöffnungen (47 bis 49) sind derart gebildet, daß sie (horizontal) rechtwinklig zur ersten Durchgangsöffnung (44) durch die vorderen und hinteren Flächen der Ferritkerne (34) und (36) verlaufen. Die zweiten bis vierten Durchfluß­ öffnungen (47 bis 49) verlaufen parallel zueinander und sind durch festgelegte Abstände getrennt.

Fig. 7 zeigt einen Ferritkern (50), der gemäß einer zweiten Ausführungsform der Ferritkerne (34) und (36) der Fig. 4 die Form eines dreieckigen Stabes auf­ weist. Zur Verbesserung seiner Abstrahlung enthält der dreieckige Ferritkern (50) eine Durchflußöffnung (54). Die Durchlaßöffnung (54) verläuft durch beide Endwände des dreieckigen Ferritkerns (50) und ist in Längsrich­ tung des Kerns (50) angeordnet. Der dreieckige Ferrit­ kern (50) weist an den Kantenbereichen Rundungen (53) auf, um das Einführen in die Drosselspulen (33) und (35) gemäß Fig. 4 zu vereinfachen. Der dreieckige Ferritkern (50) ist entlang der Durchflußöffnung (54) in zwei voneinander getrennte Teile (51) und (52) ge­ teilt, so daß die Durchflußöffnung (54) auf diese Weise einfach gebildet wird. Dieser dreieckige Ferrit­ kern (50) wird in die in Fig. 4 dargestellten Dros­ selspulen (33) und (35) eingeschoben, so daß sich drei Lufträume zwischen den Drosselspulen (33) und (35) und dem Ferritkern (50) bilden, wodurch die Drosselspulen (33) und (35) luftgekühlt werden.

Aus den vorstehenden Ausführungen geht hervor, daß die vorliegende Erfindung den Vorteil aufweist, daß der in die Drosselspule eingeschobene Ferritkern die Form eines mehrwinkligen Stabes aufweist und dadurch Luft­ räume zwischen der Drosselspule und dem Ferritkern ge­ bildet werden, wodurch die Drosselspule und der Fer­ ritkern luftgekühlt werden. Auch weist der Ferritkern eine Durchflußöffnung zur Belüftung auf, wodurch sich als weiterer Vorteil eine günstigere Abstrahlung des Ferritkerns ergibt. Durch diese Vorteile wird das Ver­ schmoren der Drosselspule und Bruch des Ferritkerns verhindert.

Claims (10)

1. Eine Drosselvorrichtung für eine elektromagnetische Reihe, enthaltend eine Drosselspule und einen in diese Drosselspule eingesetzten Ferritkern, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ferritkern eine mehrwinkelige Stan­ genform aufweist, um eine Vielzahl von Lufträumen zwi­ schen dem Ferritkern und der Drosselspule bereitzu­ stellen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der mehrwinklige, stabförmige Ferritkern an seinen Kanten Rundungen enthält, deren kreisförmiger Bogen dem Innendurchmesser der Drosselspule ent­ spricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der mehrwinklige, stangenförmige Ferrit­ kern wenigstens eine Durchflußöffnung enthält, so daß seine Strahlungsleistung verbessert wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß der mehrwinkelige, stabförmige Ferritkern aus wenigstens zwei geteilten Körpern zusammengesetzt ist, so daß die Durchflußöffnung auf einfache Weise gebil­ det wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich­ net, daß wenigstens eine Durchflußöffnung radial vom Mittelpunkt des mehrwinkligen, stabförmigen Ferrit­ kerns angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die mehrwinklige Stabform eine dreieckige Stabform ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die mehrwinklige Stangenform eine rechteckige Stabform ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der rechteckige, stabförmige Ferritkern eine erste, in dessen Längsrichtung angeordnete Durchgangs­ öffnung enthält, so daß seine Abstrahlung verbessert wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeich­ net, daß der rechteckige, stangenförmige Ferritkern ferner eine Vielzahl an Durchflußöffnungen enthält, die rechtwinklig zu der ersten, in Längsrichtung ange­ ordneten Durchflußöffnung verlaufen und durch festge­ legte Abstände voneinander getrennt sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich­ net, daß der rechteckige Ferritkern eine Vielzahl von Durchgangsöffnungen enthält, die radial von seinem Mittelbereich angeordnet sind, so daß seine Strah­ lungsleistung verbessert wird.