DE712608C

DE712608C - Arrangement with a Braun tube rotated around its axis by an electric motor for registering rapid processes, in particular those taking place at supersonic speed

Info

Publication number: DE712608C
Application number: DEL96034D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Alfred Bigalke
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1938-11-01
Filing date: 1938-11-01
Publication date: 1941-10-22

Description

Anordnung mit einer um ihre Achse durch einen Elektromotor gedrehten Braunschen Röhre zum Registrieren von rasch verlaufenden Vorgängen, insbesondere mit Überschallgeschwindigkeit ablaufenden Zum Registrieren von schnell verlaufenden Vorgängen benutzt man vielfach Elektronenstrahloszillographen. Die bekannten Registriergeräte besitzen eine umlaufende Trommel, bei der lichtempfindliches Material (Film oder Pal?ier) im Innern oder auf der Außenseite der Trommel befestigt ist. Im allgemeinen wird der Lichtstrahl durch optische Mittel auf den Film fokussiert. Die Aufzeichnungsgeschwindigkeit ist gleich der Umfangsgeschwindigkeit der Trommel. Die Länge des Films ist durch den Umfang der Trommel begrenzt. Man hat aber auch Registriergeräte mit praktisch beliebig langen Film- oder Papierstreifen gebaut. Aus einer Kassette wird bei diesen der Film an einem Objektiv vorbeigezogen; durch Regelung des Antriebs kann die Filmgeschwindigkeit eingestellt werden. Aus Sicherheitsgründen wird man die Geschwindigkeit jedoch nicht über 20 bis 30 m/Sek. steigern. Bei der Anwendung von Trommelgeräten kann eine Geschwindigkeit bis zu 50 bis I00 m/Sek. erreicht werden. Bei der Herstellung der Trommel geräte muß jede Unwucht sorgfältig beseitigt werden, die Drehzahl und Leistung des die Trommel antreibenden Motors müssen verhältnismäßig groß sein. Erfahrungsgemäß sind diese Geräte dann schwer, unhandlich und ihre Herstellung sehr teuer. Die Umfangsgeschwindigkeit der Trommel über 100 m/Sek. zu steigern, stößt auf erhebliche technische Schwierigkeiten.Arrangement with a rotated about its axis by an electric motor Braun's tube for registering rapidly running processes, in particular Moving at supersonic speed For registering fast moving One uses electron beam oscillographs in many cases. The well-known recording devices have a rotating drum in which light-sensitive material (film or Pal? Ier) is attached inside or on the outside of the drum. In general the light beam is focused on the film by optical means. The recording speed is equal to the peripheral speed of the drum. The length of the film is through limits the circumference of the drum. But you also have recording devices with practical Any length of film or paper strips built. With these, a cassette becomes the film passed a lens; by regulating the drive, the film speed can be set. For safety reasons, however, you will not speed it up over 20 to 30 m / sec. increase. When using drum machines, a speed up to 50 to 100 m / sec. can be achieved. In the manufacture of the drum devices any imbalance must be carefully eliminated, the speed and power of the The drum driving motor must be relatively large. Experience has shown that these devices are then heavy, unwieldy and very expensive to manufacture. The peripheral speed the drum over 100 m / sec. to increase, encounters considerable technical difficulties.

Bei der Untersuchung elektrischer Schwingungsvorgänge mit modernen Elektronenstrahloszillographen genügen die bisher erreichten Aufzeichnungsgeschwindigkeiten nicht. Das Frequenzauflösungsvermögen eines Registriergerätes wird von z-wei Faktoren bestimmt, und zwar dem Durchmesser d des Lichtfleckes auf der lichtempfindlichen Schicht und der Aufzeichungsgeschwindig keit bezw. der Film0 -oder Papiergeschwindig keit v. Um eine Afulöung der Schwingungen zu erhalten, muß der Vorschub des Films während einer halben Schwingung v. t/2 größer oder höchstens gleich dem Lichtfleckdurchmesser sein, wenn t die Zeitdauer einer ganzen Schwingug angibt. Es besteht also die Beziehung v # t/2 = d, oder setzt man t = 1/f, wobei f die Frequez der Schwingugne bedeutet, so ist f = v/2d. When examining electrical oscillation processes with modern Up to now, electron beam oscillographs have been sufficient achieved recording speeds not. The frequency resolution of a recorder depends on two factors determined, namely the diameter d of the light spot on the photosensitive Layer and the Aufreiungsgeschwindig speed respectively. the film0 or paper speed ability v. In order to obtain an Afulöung the vibrations, the advance of the film must during half an oscillation v. t / 2 greater than or at most equal to the diameter of the light spot if t is the duration of a whole oscillation. So there is the relationship v # t / 2 = d, or one sets t = 1 / f, where f means the frequency of the oscillation, so f = v / 2d.

Bei einem Lichtfleckdurchmesser von 0,5 mm und einer Geschwindigkeit von v = 50 m/Sek. wird eine Schwingung von f = 50000 Hz gerade noch aufgelöst. Aus der Aufnahme kann aber kein Schluß auf die Form der Kurve gezogen werden. Eine weitere Steigerung des Auflösungsvermögens der Registriergeräte würde daher einen großen Fortschritt bedeuten, beispielsweise bei Messungen des Obertongehalts von Schwingungen und der Amplituden. With a light spot diameter of 0.5 mm and a speed from v = 50 m / sec. an oscillation of f = 50000 Hz is just resolved. the end However, no conclusion about the shape of the curve can be drawn from the recording. Another Increasing the resolving power of the recorder would therefore be a major one Significant progress, for example when measuring the overtone content of vibrations and the amplitudes.

Aus den bereits erwähnten technischen Schwierigkeiten lassen sich die gebräuchlichen Registriergeräte nicht für höhere Umfangsgeschwindigkeiten ausbilden. Durch die Erfindung jedoch lassen sich alle jene Schwieriglieiten vermeiden. From the aforementioned technical difficulties do not train the usual recording devices for higher peripheral speeds. However, the invention avoids all of those difficulties.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung mit einer um ihre Achse durch einen Elelitromotor gedrehten Braunschen Röhre zum Registrieren von rasch verlaufenden Vorgängen. insbesondere mit ÜTberschallgeschwindigkeit abllaufenden, bei der der zu untersuchende Vorgang eine geradlinige Auslenkung des Elektronenstrahles bewirkt, deren Verlauf auf dem Leuchtschirm sichtbar gemacht und auf einem Film registriert wird. Erfindungsgemäß ist bei einer derartigen Anordnung die um ihre Achse umlaufende Braunu-hc Röhre koaxial innerhalb einer von dem Elektromotor mit hoher Drehzahl angetriebenen zur Drehung der Branusche Röhre benutzten Hohlwelle, vorzugsweise der Welle des Elektromotros, angeordnet, und es sind optische Mittel vorgesehen, die gemeinsam mit der Röhre umlaufen und die über eine Öffnung der Hohlwelle den Lichtstrahl während des Umlaufs der Röhre auf den Registrierfilm werfen, der auf eier die Verlängerug der Achse der Branuschen Röhre koaxial umgebenden Filmtrommel angeordnet ist. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist die schnell umlaufende Braunsche Röhre gegen mechanische Beschädigungen also dadurch geschützt, daß sie innerhalb einer Hohlwelle angeordnet ist. Gleichzeitig dient die Hohlwelle als Impulsionsschutz. Da die Röhre sich innerhalb der Hohlwelle befindet, welche ,.dl-schnelle Drehung versetzt werden kann, hißt sich die Anordnung nach der Erfindung zum Registrieren von sehr schnell verlaufenden Vorgängen benutzen. The invention relates to an arrangement with a through about its axis an Elelitromotor rotated Braun tube to register rapidly moving ones Operations. especially at supersonic speed, at which the The process to be investigated causes a rectilinear deflection of the electron beam, the course of which is made visible on the luminescent screen and recorded on a film will. According to the invention in such an arrangement is the rotating about its axis Braunu-hc tube coaxial within one of the high speed electric motor driven hollow shaft used to rotate the Branusche tube, preferably the shaft of the electric motor, and optical means are provided, which circulate together with the tube and which via an opening in the hollow shaft Throw the light beam onto the recording film as it rotates around the tube Eg the extension of the axis of the Branuschen tube coaxially surrounding the film drum is arranged. In the arrangement according to the invention, the rapidly rotating Braunsche Tube protected against mechanical damage so that it is inside a hollow shaft is arranged. At the same time, the hollow shaft serves as protection against impulses. Since the tube is inside the hollow shaft, which .dl-fast rotation can be moved, the arrangement according to the invention is called for registration of very fast processes.

Die Erfindung ist an Hand der in den Abb 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. The invention is based on the exemplary embodiments shown in FIGS explained in more detail.

In Abb. I stellt I die hohle Welle eines NIotors dar, in welcher eine Braunsche Röhre 4 so befestigt ist, daß die Achse der Röhre genau mit der Mittellinie der Hohlwelle übereinstimmt. Die Röhre 4 befindet sich innerhalb einer Hülse 8 und ist mit dieser Hülse starr verbunden. Um eine soche Verbindung herzustellen, kann man an sich bekannte Ä-ergußmittel, wie z. B. Teer, zwischen Hülse und Bransche Rohe gießen und auf diese Weise die Brausche Röhre ganz fest in der Hüse haltern. Die Hülse 8 ist so geschliffen, daß sie genau in die Hohlwelle I hineinpaßt Sie kann mittels Schrauben in der Welle 1 befestigt werden. Uberdies ist sie auch in dem außerhalb von 1 befindlichen Teil hohl und trägt einen Ansatz 9, welcher mit Schleifringen 10 versehen ist, welch letztere zur Zuffihning der Spannungen und Ströme für die Braunsche Röhre dienen. Von den Schleifringen führen Leitungen durch den Hohlraum von 8 zur Röhre 4. Praktisch sind etwa zehn derartiger Schleifringe erforderlich. In Fig. I, I represents the hollow shaft of a Notor in which a Braun tube 4 is attached so that the axis of the tube coincides with the center line the hollow shaft matches. The tube 4 is located within a sleeve 8 and is rigidly connected to this sleeve. To make such a connection, you can one per se known Ä-cast means such. B. Tar, between the sleeve and Bransche Pour raw material and in this way hold the shower tube very firmly in the nozzle. The sleeve 8 is ground so that it fits exactly into the hollow shaft I. can be attached to shaft 1 using screws. It is also in the part located outside of 1 is hollow and carries a projection 9, which with Slip rings 10 is provided, the latter for supplying the voltages and Currents are used for the Braun tube. Lines lead through from the slip rings the cavity from 8 to the tube 4. About ten such slip rings are practical necessary.

In der Welle 1 befindet sich ein optisches Linsensystem 5. dessen optische Achse mit der Röhrenachse zusammenfällt und einen Spiegel 6 trifit, der gegen die Achse um 45° geneigt ist. Dem Spiegel 6 gegenüber befindet sich eine Öffnung 2 in der Hohlwelle I, durch welche Licht, das vom Leuchtschirm der Bramischen Röhre auf den Spiegel gelangt. von diesem auf eine stehende Filmtrommel 3 geworfen wird. Die Achse der Trommel fällt ebenfalls mit der Achse der Röhre 4 zusammen. In the shaft 1 there is an optical lens system 5 optical axis coincides with the tube axis and a mirror 6 trifit, the is inclined to the axis by 45 °. Opposite the mirror 6 there is an opening 2 in the hollow shaft I, through which light emitted from the luminescent screen of the Bramische tube got on the mirror. is thrown from this onto a stationary film drum 3. The axis of the drum also coincides with the axis of the tube 4.

Bei einer Drehung der Hohlwelle 1 bewegen sich das optische System 5 und er Spiegel gleichzeitig mit. Liegt die Ablenkrichtung des Meßablenkelements der Braunschen Röhre in der Zichenebene und bildet der Spiegel 6 diese Ablenkung in einer Richtung auf dem Film ab, die senkrecht zur Längsrichtung des Films steht, so svird die Bewegung des Lichtstrahls, der von dem eine geradlinige Bewegung beschreibenden Leuchtschirmflecl; ausgeht, nach der Zeit aufgelöst und auf dem Film registriert XVählt man in der beschriebenen Anordnung die Umdrehungsgeschwindigkeit der Hohlwelle zu etwa 15 000 Umdr/Min. und den Abstand des Registrierfilms von der Hohlachse zu 33 cm, so ergibt sich auf dem Film eine Registriergeschwindigkeit von 500 mlSek. Diese außerordentlich hohe Registriergeschwindigkeit liegt bereits oberhalb der Schallgeschwindigkeit. Sie gestattet, außerordentlich rasch verlaufende Vorgänge zu oszillographieren. When the hollow shaft 1 rotates, the optical system moves 5 and he mirror at the same time with. Is the direction of deflection of the measuring deflection element the Braun tube in the drawing plane and the mirror 6 forms this deflection in a direction on the film which is perpendicular to the longitudinal direction of the film, this is how the movement of the ray of light becomes, that of that which describes a straight-line movement Fluorescent screen; goes out, resolved after the time and registered on the film If you select the speed of rotation of the hollow shaft in the arrangement described at about 15,000 rev / min. and the distance of the registration film of of the hollow axis is 33 cm, this results in a recording speed on the film from 500 mlsec. This extraordinarily high registration speed is already there above the speed of sound. It allows extraordinarily rapid To oscillograph processes.

Den Durchmesser der Hohlwelle kann man etwa zu 60 mm bemessen.The diameter of the hollow shaft can be measured to be about 60 mm.

Die beschriebene Anordnung läßt sich mit Erfolg auch auf Oszillographen mit mehreren Braunschen Röhren übertragen. In Abb. 2 ist eine Anordnung mit zwei Braunschen Röhren 19, 20 dargestellt, welche sich beide in einer gemeinsamen Hohlwelle 11 befinden und sich mit ihren Bildschirmen gegenüberstehen. Vorden Röhren befinden sich optische Linsensysteme 17, 18 und Spiegel 15 und 16. Die Hohlwelle ist diesmal mit zwei Öffnungen 13 und 14 versehen, durch welche die von den Röhren ankommenden Lichtstrahlen auf einen Film 12 geworfen werden, der auf einer die Achse umgebenden Filmtrommel angeordnet ist. Jedes der systeme 19, 18, 15; 20, 17, 16 entspricht in seiner Anordnung und Wirkungsweise genau dem in Abb. I dargestellten System. Mit dem in Abb. 2 dargestellten Gerät lassen sich gleichzeitig zwei Oszillogramme mit außerordentlich hoher Registriergeschwindigkeit aufnehmen. The arrangement described can also be used successfully on oscilloscopes transferred with several Braun tubes. In Fig. 2 is an arrangement with two Braun tubes 19, 20 shown, which are both in a common hollow shaft 11 and face each other with their screens. In front of the tubes optical lens systems 17, 18 and mirrors 15 and 16. The hollow shaft is this time provided with two openings 13 and 14 through which the incoming from the tubes Light rays are thrown onto a film 12, which is on a surrounding the axis Film drum is arranged. Each of the systems 19, 18, 15; 20, 17, 16 corresponds in its arrangement and mode of operation exactly the system shown in Fig. I. With the device shown in Fig. 2, two oscillograms can be performed at the same time record with extremely high registration speed.

In der Abb. 3 ist in zum Teil schematischer Wesie ein Registriergerät gemäß der Erfindung dargestellt, welches auch bauliche Einzelheiten von Teilen enthält, die nicht den Gegenstand der Erfindung bilden. Die Hohl welle, in der sich die Braunsche Röhre b findet, ist mit 21 bezeichnet, und die Braunsche Röhre ist mit 32, das optische Linsensystem mit 3I und der Spiegel mit 30 angedeutet. In Fig. 3, a recording device is shown in a partly schematic manner shown according to the invention, which also contains structural details of parts, which do not form the subject of the invention. The hollow wave in which the Braunsche Tube b is labeled 21, and the Braun tube is 32, the optical one Lens system indicated by 3I and the mirror by 30.

Die Hohlwelle wird von einem Elektromotor angetrieben, als dessen Welle sie zugleich ausgebildet ist. Sie trägt einen Anker2ß, welchem sich die Feldpole 23 des Motors gegenüber befinden. Die Erregung der Feldpole geschieht mittels Wicklungen 26. Die Stromzuführung des Motors erfolgt über einen Kollektor oder über Schleifringe 25, je nachdem, ob der Motor mit Gleichstrom oder Drehstrom von beispielsweise 250 Hz betrieben wird. 22 zeigt die Wand des Motor gehäuses, in welchem etwa auf Kugellagern 33 die Welle 21 mit ihrem Anker rotiert. Mit 34 sind Schleifringe angedeutet, die wie bereits erwähnt, zur Strom- und Spannungszuführung für die Braunsche Röhe 32 dienen.The hollow shaft is driven by an electric motor as its Wave it is formed at the same time. She wears an anchor, which is attached to the field poles 23 of the motor are located opposite. The field poles are excited by means of windings 26. The motor is supplied with power via a collector or slip rings 25, depending on whether the motor is with direct current or three-phase current of, for example, 250 Hz is operated. 22 shows the wall of the motor housing, in which approximately on ball bearings 33 the shaft 21 rotates with its armature. With 34 slip rings are indicated, the as already mentioned, for power and voltage supply for the Braunsche Röhe 32 to serve.

Die Filmtrommel ist mit 28 bezeichnet. Sie befindet sich in einem von den Wänden 27 und 29 gebildeten Hohlraum. Die Wand 27 ist mit dem Gehäuse verbunden. Die Wand 29 ist als abnehmbarer Deckel ausgebildet, welcher den Film gegen Störlicht schützt.The film drum is labeled 28. It is in one cavity formed by walls 27 and 29. The wall 27 is connected to the housing. The wall 29 is designed as a removable cover, which the film against stray light protects.

Claims

The one in the exemplary embodiments for driving the Braun tube provided electric motor could optionally also by other drive means to be replaced PATENT CLAIMS: I. Arrangement with one around its axis by one Braun tube rotated by an electric motor for registering rapidly moving Processes, in particular running at supersonic speed, in which to investigating process causes a straight deflection of the electron beam, the course of which is made visible on the luminescent screen and recorded on a film is characterized in that the Braun tube ( or 32) coaxially within a driven by the electric motor at high speed hollow shaft used to rotate the Braun tube (I resp.

21), preferably the shaft of the electric motor is arranged, and that optical means are provided which rotate together with the tube and the Via an opening (2) in the hollow shaft (I) the light beam during the revolution of the Throw the tube at the recording film (3) which is on one of the extension of the axis the Braun tube is arranged coaxially surrounding the film drum.

2. Arrangement according to claim I with two Braun tubes, characterized characterized in that both tubes (19,20) in the common hollow shaft (I I) so are arranged that they face each other with their screens, and that the Arrangement of the optical means and the beam exit openings (13, 14) so made is that the light rays emanating from the fluorescent screen hit the hollow shaft get coaxially surrounding film (12).