-
Elektronenschleuder Die Erfindung betrifft eine Elektronenschleuder
mit einer Einrichtung zur Erzeugung kurzzeitiger Stromimpulse mittels einer Kondensatorentladung
zur Störung der i :2-Bedingung.
-
Es ist bekannt, die Aufladung und die Entladung des Störkondensators
über elektronische Schaltglieder zu erzielen. Ferner ist in diesem Zusammenhang
bereits vorgeschlagen worden, an. Stelle der elektronischen Schaltglieder periodisch
gesteuerte mechanische Kontaktanordnungen zu verwenden, wie sie insbesondere auf
dem Gebiet des Stromrichterbaues bekannt sind.
-
Gegenstand der Erfindung ist eine für den. Betrieb einer Elektronenschleuder
zur Erzeugung von Störimpulsen besonders geeignete Kontaktanordnung, bei der die
Kontakte in an sich bekannter Weise über Schaltstößel durclf auf einer von einem
Motor angetriebenen Welle angeordnete Schaltnocken betätigt werden, wobei die Schaltnocken
auf der Antriebswelle fest und die Halterungsvorrichtung des Schaltstößels der im
Entladekreis angeordneten Kontaktvorrichtung um die Achse der Triebwelle verstellbar
sind.
-
Nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung an Hand. der Fig. i und 2,
von denen Fig. i ein Prinzipschaltbild der gesamten. Störschaltvorrichtung einschließlich
einer Einrichtung zur Messung der erreichten Endenergie der Elek- . tronen für eine
mit Netzwechselstrom von beispielsweise 5o Hz betriebene Elektronenschleuder und
Fig. 2 einen Teil der Kontaktvorrichtung im Schnitt veranschaulicht.
In
Fig. i ist mit i das Magnetjoch mit den. rotationssymmetrischen Polschuhen 2, 2'
und der Erregerspule 3 der Elektronenschleuder bezeichnet. Die Spule ist mit einem
Kondensator 4 verbunden, ein Teil ihrer Windungen, liegt über die Leitungen 5, 5'
an den Phasen R, S des Netzes 6. Der innere Teil des Magnetflusses ist von der Störspule
7 umschlossen, die mit der Kompensationsspule 8 in Serie geschaltet ist. Im Störkreis
liegt außerdem der Kondensator 9, die Drossel io, die Kontaktvorrichtung i i und
ein einstellbarerWiderstand i2. Der Kondensator g wird vom Netz her (Phasen
S, T) aufgeladen unter Zwischenschaltung eines Polumschalters 13 über den
einstellbaren Widerstand 14, die Kontaktvorrichtung 15 und über die schon erwähnte
Drossel io. Die beiden Kontaktvorrichtungen i i, 15 werden über Stößel 16, 17 von
z 1 Exzentern 18, ig betätigt, die ihrerseits über wei eine einstellbare
Kupplungsvorrichtung 21 durch einen an das Netz 6 angeschlossenen Synchronmotor
2o angetrieben werden, der pro Netz-Periode eine Umdrehung macht.
-
Bekanntlich erfolgt die Beschleunigung der Elektronen in der Schleuder
jeweils nur in einem Viertel der vollem Periode des Wechselstromes. Zu Beginn dieser
Viertel-Periode muß der Kondensator 9 voll aufgeladen zur Verfügung stehen, damit
er zu einem beliebigen Zeitpunkt innerhalb der Beschleunigungsviertelperiode über
die Störspule 7 entladen werden kann, um Elektronen geringerer oder größerer Geschwindigkeit
gewinnen zu können. Um dies zu erreichen, erfolgt die Aufladung von den Netzphasen
S, T her, wobei die Kontaktvorrichtung 15 so eingestellt ist, daß sie etwa
im Nulldurchgang der Spannung geschlossen und nach Erreichen. des Spannungsmaximums
am Kondensator9 (stromlos) geöffnet wird.
-
Die Entladung des Kondensators.9 über die Störspule 7 wird eingeleitet
durch Schließen, der Kontakte der Kontaktvorrichtung i i, die in analoger Weise
aufgebaut ist, wie die Kontaktvorrichtung 15 und an späterer Stelle näher beschrieben
ist. Die Eisendrossel io dient in bekannter Weise dazu, den Anstieg des Störstromes
während des Schließvorgangs der Kontakte zu verzögern und somit ein funkeisfreies
Arbeiten der Kontaktvorrichtung zu gewährleisten. Die Kontaktvorrichtung bleibt
nveckmäßigerweise so lange geschlossen, bis die periodische Entladung des Kondensators
9 abgeklungen ist, so daß seine Öffnung stromlos erfolgen, kann. Da die Drossel
io auch im Ladekreis des Kondensators 9 liegt, ist auch hier die gleiche Wirkung
eines praktisch funkevfreien Betriebes der Kontaktvorrichtung 15 erreicht. Mit Hilfe
des Polumschalters 13 kann die Polung des Kondensators 9 und damit auch die Richtung
des Störstromes geändert werden, so daß die Elektronen in dem einen Fall im Führungsfeld
nach außen. abgedrängt werden, ivährend sie im anderen Fall gegen die Achse der
Führungsfelder laufen..
-
Um den Zeitpunkt des Schließens der Kontaktvorrichtung innerhalb der
Beschleunigungsviertelpericde beliebig ändern zu können, könnte man in an sich bekannter
Weise eine Möglichkeit vorsehen, die Stellung des Exzenters 18 auf der Antriebsdelle
23 zu verändern. Eine vorteilhafte Verschiebung des Zeitpunktes der Kontaktschließung,
die sich auch während des Betriebes vornehmen läßt, erzielt man erfindungsgemäß
dadurch, daß die gesamte Kontaktvorrichtung i i, wie durch, den Pfeil 22 symbolisiert,
bei fester Anordnung der Schaltnocken auf der Antriebswelle 23 um die Achse der
Antriebswelle 23 verstellbar ist.
-
In der Fig. 2 ist die Kontaktvorrichtung i i im Schnitt schematisch
veranschaulicht. Die beiden Festkontakte 24, 25 sind über ein Isolierstück 26 auf
einer Büchse 27 befestigt, die ihrerseits in dem Gehäuse 28 mit Hilfe eines Feingewindes
29 in Längsrichtung des Stößels 16 verstellbar ist. Der Stößel 16 ist in der Büchse
27 mittels einer Kugelführung 30 gelagert. Der Antrieb des Stößels erfolgt
durch das auf der Antriebswelle 23 exzentrisch angeordnete Kugellager 18. Der Stößel
16 trägt am unteren Ende einen Ring 31 mit seitlichen Führungsgliedern 32, 32',
die den Stößel gegen Drehungen um seine Längsachse sichern. Der bewegliche Kontakt
33 der Kontaktvorrichtung wird mit Hilfe einer starken Feder 34 gegen die festen
Kontakte 24, 25 gepreßt, von denen er durch den Stößel 16 entgegen der Kraft der
Feder 34 abgehoben wird. Das Federwiderlager 35 ist in Richtung der Stößelachse
und quer dazu einstellbar, um einerseits den Druck der Feder verstellen zu können
und andererseits ein sicheres paralleles Abheben, des Kontaktes auch im Fall von
Herstellungsungenauigkeiten zu gewährleisten. Das Widerlage 35 ist über ein Isolierstück
36 und Bolzen 37 mit der Büchse 27 verbunden und wird mit dieser bei der Einstellung
des Kontaktes mit verstellt. Das Gehäuse 28 ist im oberen Teil geschlitzt, so daß
mit Hilfe der Schraube 38 die Büchse 27 nach Einstellung mit dem Gehäuse verklemmt
werden, kann. Die in Fig. i durch den Pfeil 22 symbolisierte Verdrehung der Kontaktvorrichtung
i i um die Antriebswelle 23 wird durch ein mit dem Gehäuse 28 verbundenes Zahnsegment
39, das durch ein Ritzel 39' antreibbar ist,, bewirkt. Eine zusätzliche Änderung
des Zeitpunktes der Kontaktschließung läßt sich durch Verstellung der Büchse 27
in dem Gehäuse 28 mit Hilfe des Fein,Tewin.des 29 erreichen.
-
Durch eine verhältnismäßig einfache, mit der beschriebenen Kontaktvorrichtung
verbundene Zusatzeinrichtung kann die Energie der beschleunigten Elektronen im Zeitpunkt
der Störung gemessen werden. Zu diesem Zweck ist in bekannter Weise an eine an der
Schleuder angeordnete Hilfswicklung 40 über einen Hochohmwiderstand 41 ein. Kondensator
42 angeschlossen. Unabhängig von der Erregung der Schleuder ist bei entsprechender
Bemessung der Schaltelemente 41, 42 die Spannung am Kondensator 42 in Phase mit
dem Schleuderfluß und diesem proportional. Sie ist somit in. jedem Zeitpunkt der
Beschleunigungsviertelperiode ein Maß für die Energie der Elektronen, denn diese
steigt mit dem Schleuderfluß an. Es besteht somit die.Aufgahe, diese Spannung im
Zeitpunkt der Störung
der Elektronen zur Anzeige zu bringen. Hierzu
dient der aus dem Kollektor 43 mit den Bürsten 44, 45, dem Schleifring 46 mit der
Bürste 47, dem Meßinstrument 48 mit parallel geschaltetem Kondensator 49, dem Meßkon.densator
5o und dem Widerstand 51 bestehende Meßkreis. Der Kollektor 43 ist zusammen mit
dem Schleifring 46 auf der Antriebswelle 23 fest angeordnet. Die beiden Bürsten
4.4 und 45 sind mit dem Gehäuse 28 fest verbunden und werden mit diesem geschwenkt.
Das auf dem Kollektor 43 angebrachte Kontaktsegment 52 ist mit dem Schleifring 46
elektrisch verbunden und so bemessen. bzw. derart auf der Antriebswelle befestigt,
daß schon einige Zeit vor Beginn. der Beschleunigungsviertelperiode der Kondensator
50 über den Widerstand 51 mit dem Kondensator 42 parallel liegt. Die Bogenlänge
des Segments 52 ist so gewählt, daß in dem Moment, in dem unmittelbar nach dem Schließen
der Kontaktvorrichtung ii die Störung der Elektronen erfolgt, eine Unterbrechung
zwischen der Bürste 44 und dem Segment 52 eintritt. Da die Kapazität des Kondensators
5o klein ist gegenüber derjenigen des Kondensators 42 und der Widerstand. 51 klein
gewählt ist, entspricht die Spannung des Kondensators 5o im Moment der Unterbrechung
genau derjenigen des Kondensators s2. Gleich darauf, wenn das Segment 52 sich etwas
weiter gedreht hat, erhält es Kontakt mit der Bürste .1.5, wodurch sich der Kondensator
5o über das Instrument 48 entlädt, das so geeicht sein kann, daß es die Endenergie
der Elektronen in MeV (Millionen Elektronenvolt) anzeigt. Der Kondensator 49 dient
zum Schutz. des Meßinstruments 48. Durch entsprechende Bemessung des Widerstandes
41 kann ein kleiner Phasenfehler zwischen" Schleuderfluß und Spannung arü Kondensator
42, der grundsätzlich nicht beseitigt werden kann, ausgeglichen werden.
-
. Bei der Ausbildung der Störvorrichtung können zweckmäßigerweise
weitere Maßnahmen. durchgeführt werden. So können beispielsweise die Zuleitungen,
zur Störspule in Form eines Koaxialkabels ausgeführt werden. Unter Umständen kann
es zweckmäßig sein, daß die Ladespannung für den Kondensator 9 nicht dem Netz, sondern
einem Zwischentransformator oder einer Hilfswicklung auf der Schleuder selbst entnommen
wird. Um exakten Synchronismus zwischen Schleuderfeld und Antriebswelle 23 zu erreichen,
kann, ein Einphasensynchronmotor mit Hilfswicklung, z. B. ein. Kondensatormotor,
Verwendung finden, der ebenfalls an eine Hilfswicklung an der Schleuder gelegt werden
kann. Die Stößel der Kontaktvorrichtungen können zweckmäßig aus einer keramischen
Masse bestehen, beispielsweise Steatit, Sintertonerde od. dgl. Weiterhin kann eine
elektrische Vorrichtung 53 vorgesehen sein, durch die verhindert wird, daß die Ladung
des Kondensators 9 erfolgt, bevor der Synchronlauf des Motors 2o erreicht ist. Es
kann weiterhin eine Vorrichtung 54 zum kurzzeitiger Unterbrechen. einer oder zweier
Phasen des Synchronmotors vorgesehen werden, mit °.:@clv@r der Anker mit ausgeprägten
Polen des Synchronmotors zum Drehfeld. von der einen in die andere Lage gebracht
wird, wenn der Anker in falscher Phase in den Synchronismus übergegangen ist.