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Anordnung zur Herstellung von Heizwendeln oder anderen drahtgewickelten
Elektroden für elektrische Entladungsgefäße
Die Erfindung befaßt sich mit der Herstellung
VMI drahtgewickelten Elektroden, insbesondere Gittern und Kathoden von elektrischen
Entladungsröhren. Die Erfindung hat besondere Bedeutung für die Fälle, bei denen
schraubenförmig gewickelte Drähte zum Elektrodenaufbau verwendet werden, deren Steigung
über die Länge der Elektrode sich ändert. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
das Wickeln solcher Elektroden mit variablen Steigungen ohne großen mechanischen
Aufwand vorzunehmen, wie dies sonst mit Hilfe von Kurven scheibffll, Stcigungslinealen
od dgl. erreicht wird.
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Ein wesentlicher Anwendungsfall ist auch die Herstellung von Heizrvendelll
für Kathoden.
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Bei den üblichen Kathoden, die indirekt beheizt werden, und bei denen
die Heizwendel sich im Inneren des Kathodenröhrchens befindet, ist es schwierig,
eine gleichmäßige Temperaturverteilung längs der gesamten Kathodenlänge zu erreichen.
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Die Kathoden sind meist an den Enden gehaltert, so daß durch die Halterungsteile
in unerwünschter Weise eine Wärmeahleitung erfolgt und die Enden des Kathodenröhrchens
oftmals eine ungenügend hohe Temperatur annehmen. Um diese ungleich. mäßige Erwärmung
der Kathode zu vermeiden, ist es üblich, das oder die Enden der Kathode stärker
zu beheizen. Man hat sich aus diesem Grund bisher dadurch geholfen, daß man Heizer
verwendet hat,
die bei bifilarer Wicklung verschiedene Steigungen
der Wendel vorsehen, so daß in der Mitte des Kathodenröhrchens die einzelnen Drahtwindungen
weiter auseinander liegen, an den Enden jedoch stärker zusammengedrängt sind.
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Wenn man einen Heizer mit der kleinsten vorkommenden Steigung wickelt
und den Mittelteil des Heizers auf die gewünschte größere Steigung auszieht, gelingt
es bei der Massenfertigung nicht, Kathoden herzustellen, die alle gleichmaßi g ausfallen.
Dies liegt daran, daß beim Ausziehen einer bifilaren Wendel beide Wendelstücke nicht
im gleichen Sinn. beansprucht werden, so daß ein Verziehen der Wendel eintritt.
Erst durch einen lumständlichen und zeitraubenden Richtvorgang läßt sich eine solche
ungleichmäßig verzogene Wendel wieder brauchbar machen.
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In der Heizerfertigung ist man deshalb seit einiger Zeit dazu übergegangen,
mit Hilfe von mehrteiligen Spindeln die Heizer schon von Anfang an mit zwei verschiedenen
Steigungen zu wickeln.
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Diese Methode führt aber nur bei einer bestimmten gleichmäßigen Drahtsorte
zum Ziel und stößt beim Übergang auf anderes Ausgangsmaterial unterschiedlicher
Elastizität des Wickeldrahtes auf Schwierigkeiten. Bei vorgegebener Steigung, die
durch die Steigungsspindel gegeben ist, ändern sich durch verschieden starkes Aufspringen
des gewickelten Heizers Steigung und Länge oft in einem solchen Maße, daß die Wendel
unbrauchbar wird.
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Ähnliche Probleme entstehen auch bei der Herstellung von Wickelgittern,
Maschenkathoden usw.
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Die Erfindung hat vor allem auch Bedeutung für die Herstellung von
Gittern für verstärkungsgeregelte Entladungsröhren, bei denen Wickelgitter mit unterschiedlicher
Steigung verwendet werden.
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Die Erfindung besteht darin, daß zwei getrennte Antriebsmotoren zur
Betätigung des Umlaufs des Wickeldornes und des Vorschubs der Wickeldrahtführung
verwendet werden, wodurch jeweils der eine Motor als Motor mit fester Drehzahl,
insbesondere als Wechselstromsynchronmotor, und der andere als Gleichstrommotor
mit veränderbarer Drehzahl ausgebildet ist. Der Gleichstrommotor wird in seiner
Drehzahl durch ein oder mehrere Steuerorgane, beispielsweise Stromtore, dadurch
gesteuert, daß mit Hilfe einfacher Schaltmittel beispielsweise der Zündwinkel der
Stromtore verändert werden kann.
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An Hand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden.
In Fig. I ist hier die Schaltungsanordnung für einen Wickelautomaten veranschaulicht,
der nach Art einer Zugspindeldrehbank ausgebildet ist, und bei dem der Vorschub
mit Hilfe einer Zugspindel mit gleichförmiger Steigung vorgenommen wird. Wird der
Wickeldorn von einem Synchronmotor - angetrieben, die Zugspindel jedoch gesondert
davon mit einem Gleichstrommotor 1, so kann durch Regelung der Drehzahl des letzteren
die Steigung beim Wickeln variiert werden. In den Stromkreis des Motors 1 wird als
veränderlicher Widerstand ein Stromtor 2 geschaltet, so daß mit Hilfe einer einfachen
Phasenbrücke die Möglichkeit gegeben ist, den Zündwinkd des Stromtores und damit
die Drehzahl der Zugspindel in den gewünschten Grenzen zu ändern.
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Nach Sperrung des Stromtores durch Abschalten der Gitterwechselspannung
sorgt ein Trockengleichrichter 3, der dem Stromtor antiparallel geschaltet ist,
für den Rücklauf des Motors. Zur Einregelung dient als Netzregler der veränderliche
Widerstand 4, der der Gesamtanordnung in Reihe geschaltet ist. Die Steuerspannung
wird über den Transformator 5 den Leitungen 6 und 7 eines Wechselstromnetzes entnommen,
an dem gleichzeitig der Synchronmotor angeschlossen ist. Die Sekundärseite des Transformators
5 stellt mit den veränderlichen Widerständen 8 und 9, mit dem Kondensator lo, sowie
dem Widerstand 11 und dem Kondensator 12 die phasenabhängige Schaltung dar.
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Durch einen verhältnismäßig einfachen mechanischen Aufbau, der schematisch
in Fig. 2 dargestellt ist, läßt sich erreichen, daß durch Bedienung von mehreren
Bedienungsgriffen alle an der herzustellenden Elektrode interessierenden Maße variiert
werden können, wie Gesamtlänge, Länge und Lage des mittleren Teiles sowie die Steigung
desselben und die Steigung am Anfang und am Ende. Der Synchronmotor ist mit 13 bezeichnet.
Der Gleichstrommotor ist in Übereinstimmung mit dem in Fig. I veranschaulichten
Schaltbild mit 1 bezeichnet. Der Drehknopf 14 wirkt auf einen einstellbaren Federkontaktsatz,
mit dem die Gesamtlänge der Wicklung dadurch bestimmt wird, daß die beiden Antriebsmotoren
I und 13 aus- bzw. umgeschaltet werden. Die Leitung 15 führt dabei zu dem Gleichstrommotor
1. Der Kontakt 16 ist Teil eines Umschalters; dieser bewirkt während des Durchlaufs
des Fadenführers die Umschaltung auf zwei verschiedene Steigungen, deren Größen
mit Hilfe der veränderlichen Widerstände der Phasenbrücke einzustellen sind. Mit
Hilfe des Drehknopfes 17 wird eine Stellschraube betätigt, die die Länge der Kontaktzeit
einzustellen und damit die Länge des Mittelstückes des Heizers zu bestimmen gestattet,
wobei der Teil 18 auf dem Teil 19 verschiebbar zu denken ist. Schließlich können
die Teile 18 und 19 noch gegen den Lagerbock 20 durch eine Stellschraube mit Hilfe
des Drehknopfes 22 verschoben werden. Dadurch wird es möglich, die Lage des Mittelstückes
gegen die Enden des Heizers zu verschieben. Der Gleichstrommotor 1 treibt über die
Zahnräder 23 und 24 die Welle 25 an, die nach Art einer Zugspindel ausgebildet ist.
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Der Synchronmotor 13 arbeitet in ähnlicher Weise über die Zahnräder
26 und 27 auf die Welle 28, an der der Wickeldorn 29 befestigt ist.
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Die einzelnen Bedienungsgriffie können an einem gemeinsamen Armaturenbrett
angebracht sein, wobei sich durch Drehknöpfe die gesamten Maße einregeln lassen.
Der erste dieser Drehknöpfe verändert die Gesamtlänge der zu wickelnden Elektrode.
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Zwei weitere Drehknöpfe bewirken zwei unterschiedliche Steigungen
der Wendel. Wenn hier an Stelle von zwei verschiedenen Steigungen deren mehr angebracht
werden sollen, so lassen sich leicht noch
mehr solcher Drehknöpfe
anbringen. Zwei weitere Drehknöpfe dienen der Mittellagen- bzw. Mittellängeneinstellung,
während schließlich ein Drehknopf den Netzregler, der in Fig. 1 mit 4 be zeichnet
ist, betätigt. Dieser Widerstand dient vor allem der Kompensation der Netzschwankungcn,
falls nicht mit stabilisierten Spannungen gearbeitet werden soll, sowie zur Korrektur
kleiner Drehzahl fehler der Zugspilldel, die durch andere Einflüsse, wie Achsreibung,
Fadenvorspannung 0. dgl. auftreten können.
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In Fig. 3 ist ein Schaltschema für eine Steuerung veranschaulicht,
die zur Herstellung von Wickelgittern, insbesondere Gittern mit Exponentialsteigung,
dient.
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Wegen der verlangten größeren Ganggenauigkeit sind zwei Stromtore
30 und 31 in Gegentakt geschaltet, um ein schnelleres Reagieren des Zugspindelmotors
32 auf die verlangte Drehzahländerung zu erreichen. t bei einem Regelgitter die
Steigung genügend stetig veränderlich wickeln zu können, ist eine Aufteilung des
Steuerelements in eine Anzahl Einzelelemente vorgesehen. Es können beispielsweise
dreißig solcher Finzelelemente 33 vorgesehen sein, die mit einem Stufenschalter
35 selbsttätig jeweils etwa bei jeder zweiten Windung weitergeschaltet werden. Zur
möglichst genauen Definierung des Zündwinkels ist hier eine sog.
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Hupfersteuerung vorgesehen. Im übrigen ist die Schaltung und die Wirkungsweise
entsprechend der oben beschriebenen Anordnung, die beispielsweise zum Wickeln von
Kehrwendeln dient.
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P A T IS N TA N S P nec 11 c 11 1. Anordnung zur Herstellung von
Heizwendeln oder anderen drahtgesvickelten Elektroden für elektrische Entladungsgefäße,
dadurch gekennzeichnet, daß zwei getrennte Antriebsmotoren zur Betätigung des Umlaufs
des Wickeldornes und des Vorschubs der Wickeldrahtführung verwendet sind, wobei
jeweils der erste Motor mit fester Drehzahl, insbesondere als Wechselstromsynchronmotor,
und der zweite Motor mit veränderbarer Drehzahl, insbesondere als Gleichstrommotor,
ausgebildet ist.