DEE0008802MA - - Google Patents
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
Tag der Anmeldung: 31. März 1954 Bekanntgemacht am 5. Januar 1956
DEUTSCHES PATENTAMT
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Umwandlung einer Winkelbewegung in eine axiale
Bewegung.
In elektronischen Eritladungseinrichtungen, beispielsweise
des Klystrontyps, wird häufig der Hohlraumresonator der Anordnung dadurch abgestimmt,
daß der Wand des"Resonators eine mechanische Bewegung erteilt wird. In manchen solcher Anordnungen
ist die gesamte erforderliche Bewegung der Wand sehr klein; sie beträgt beispielsweise nur
15/Ίοοο eines Zolls. Da durch eine solche Bewegung
die Frequenz des Resonators um mehrere ioo MHz. geändert werden kann und da es oft. erforderlich
ist, diese Frequenz etwa um ι MHz. zu verändern, ist eine Einstelleinrichtung notwendig, die es ermöglicht,
die Resonatorwand innerhalb der sehr geringen Grenzen der mechanischen Bewegung einzustellen.
■ Für den angegebenen Zweck ist eine ganze Reihe von Anordnungen vorgeschlagen worden. Solche
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Anordnungen arbeiten beispielsweise mit Differentialspannschratiben.
Theoretisch kann man mit solchen Differentiaispannschrauben zwar die erforderliche
geringe Einstellbewegung erzielen, in der Praxis hat sich jedoch gezeigt, daß auch derartige
Anordnungen Ungenauigkeiten enthalten, die sich aus der Herstellung des Gewindes ergeben.
Die Schwierigkeit, eine genaue koaxiale Ausrichtung der Schrauben zu erhalten, kann zu fehlerhaften
Bewegungen der Resonatorwand führen; mitunter resultiert aus diesen Schwierigkeiten sogar
eine periodische Umkehrung der Bewegungsrichtung.
Andere bekannte Einstelleinrichtungen arbeiten
is mit Hebeln, um das erforderliche Reduktionsverhältnis für den Einstellweg zu erhalten. Da aber
dieses Verhältnis von der Einhaltung eines kurzen Abstandes zwischen dem Drehpunkt des Hebels
und seinem die Bewegung auf die Resonatorwand übertragenden Ende abhängt, sind auch diese Anordnungen
unbefriedigend, da es insbesondere schwierig ist, einen solchen Mechanismus mit konstanter
Genauigkeit herzustellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Einrichtung zur Umwandlung einer
Winkelbewegung in eine axiale Bewegung anzugeben; diese erfindungsgemäße Anordnung soll
insbesondere in Abstimmechanismen für elektronische Entladungseinrichtungen angewendet werden,
die Resonatoren besitzen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die Lösung gemäß, der Erfindung
auch für eine große Anzahl anderer Zwecke angewendet werden kann.
Gemäß der Erfindung wird bei einer Einrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine
axiale Bewegung, die ein erstes, drehbeweglich angeordnetes und ein zweites, axial be\veglich angeordnetes
Glied enthält, vorgeschlagen, daß die beiden Einstellglieder einander gegenüberstehende,
derart ausgebildete Flächen besitzen, daß ihr Abstand in radialer Richtung sich, vorzugsweise kontinuierlich,
ändert; zwischen diesen beiden Gliedern sollen ein oder mehrere, ihre Oberflächen berührende
bewegliche Organe, z. B. Kugeln, angeordnet sein. Schließlich sollen, in die Oberfläche
eines der beiden Glieder eine oder mehrere, die Führung der beweglichen Organe übernehmende
Spuren derart eingearbeitet sein, daß eine Drehbewegung des ersten Gliedes eine radiale Bewegung
des oder der beweglichen Organe hervorruft. Dank der Berührung der beweglichen Organe mit dem
zweiten Einstellglied wird eine axiale Bewegung 'des zweiten Gliedes bei einer Winkelbewegung des
ersten Gliedes hervorgerufen.
Die ernannten Spuren, die in die-Oberfläche
eines der beiden Glieder eingearbeitet sein sollen, sollen zweckmäßig die Form einer spiralförmig
^ ' verlaufenden Rinne von bogenförmiger Form im
Querschnitt besitzen. Es empfiehlt sich, diese Spuren in der ebenen Oberfläche des drehbeweglich
angeordneten Einstellgliedes vorzusehen; das Einstellglied, das eine axiale Bewegung ausführen soll,
hat zweckmäßig eine konisch ausgebildete Oberfläche. Der gegenseitige Abstand zwischen den
Oberflächen dieser beiden Einstellglieder wird durch eine oder mehrere Kugeln festgelegt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung eine Ausführungsform
in Anwendung auf eine Abstimmeinrichtung für ein Klystron erläutert.
Abb. ι stellt eine solche Abstimmeinrichtung auf
einem Klystron, zum Teil im Schnitt, dar;
Abb. 2 zeigt eine Ansicht eines der beiden Einstellglieder gemäß Abb. 1, während
Abb. 3 eine spezielle Form einer Scheibe zeigt, die in Verbindung mit dem Einstellmechanismus
gemäß Abb. 1 Anwendung finden soll.
In dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 1, das die Allstimmeinrichtung für eine nach dem
Klystronprinzip arbeitende Entladungsvorrichtung zeigt, ist das Klystron mit 1 bezeichnet. Dieses
Klystron ist mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Hohlraumresonator zusammengebaut.
Eine Wand dieses Hohlraumresonators soll zum Zwecke der Abstimmung in axialer Richtung beweglich
sein. Die einzelnen Teile des Klystrons sowie seines Resonators sind im Rahmen der Erfindung
als unerheblich anzusehen. Sie können in einer der an sich bekannten Konstruktionen ausgebildet
sein. Das Klystron wird zwischen einem Paar von Tragstützen 2 und 3 gehalten, zwischen
denen eine Anzahl von Kühlrippen 4 angeordnet ist, die sich im Wärmekontakt zu einem Teil des
Resonators befinden. Die bewegliche Wand des Klystrons, ist mit einem Kupferring 5 versehen,
dem weitere Kühlrippen 6 zugeordnet sind. Diese Kühlrippen 6 gehen von einer Muffe 7 aus. Diese
Muffe 7 ist an einer weiteren Muffe 8 befestigt, so daß eine axiale Bewegung der Muffe 8 eine Be-Avegung
der Wand verursacht, auf die der Ring 5 aufgesetzt ist; wodurch eine Verstimmung des Resonators
erzielt werden kann. Um der Muffe 8 eine axiale Bewegung aufzudrücken, wird ein Abstimmmechanismus
gemäß der Erfindung verwendet; er besteht aus einem Paar von Einstellgliedern 9 und
10, die die Form einer Scheibe besitzen und die Muffe 8 umgeben. Das Einstellglied 9 ist für die
Drehbewegung vorgesehen, während das Einstellglied 10 an der Tragstütze 3 befestigt ist. Die Oberfläche
des Einis-teligliedes 9 besitzt eine Spur in der no
Form einer Spiralnut 11, während die Oberfläche des Einstellgliedes 10 — das der nutenförmig ausgebildeten'Oberfläche
des Einstellgliedes 9 gegenübersteht
— eine konische Oberfläche besitzt, die in Abb. 1 mit 12 bezeichnet ist. Es ist weiterhin
ein bewegliches Organ vorgesehen, das einerseits, in der erwähnten Spur läuft und das andererseits an
der konischen Oberfläche 12 anliegt. Dieses bewegliche Organ kann beispielsweise die Form einer
Stahlkugel 13 besitzen. Die beiden Einstellglieder 9
und 10 mit der zwischen ihnen befindlichen Kugel 13 werden mit Hilfe von einem Paar von Ringen
14, die auf das Ende der Muffe 8 aufgeschraubt sind, in axialer Lage gehalten; zwischen dem Einstellglied
9 und den Ringen 14 befindet sich ein Drucklager 15. Zwischen der linken Kühlrippe 6
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und der inneren Fläche der Tragstütze 3 ist eine Mehrzahl von Druckfedern 16 vorgesehen, von
denen in Abb. 1 lediglich eine einzige dargestellt ist. Es empfiehlt sich, mindestens drei solcher
Federn in äquidistantem Abstand zueinander um die Achse der Vorrichtung herum anzuordnen. Man
kann jedoch auch eine einzige Feder, beispielsweise eine Scheibenfeder, verwenden, die zwischen der
rechten Kühlrippe 6 und der Tragstütze 3 angeordnet ist. Schließlich kann man auch eine einzige,
schneckenförmig ausgebildete Feder anwenden, die die axiale Bewegungsmuffe 8 umgibt. Wie bereits
erwähnt, ändert sich der Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen der Einstellglieder
9 und 10 in radialer Richtung, weil die Oberfläche des einen Einstellgliedes eine konische
Form 12 besitzt. Bei Drehung des Einstellgliedes 9 wird nun die Kugel 13 veranlaßt, sich entlang der
spiralförmig verlaufenden Nut 11 zu bewegen. Dadurch
wird der Abstand zwischen den Einstellgliedern 9 und 10 entsprechend der radialen Lage
der Kugel 13 verändert. Wenn nun die Kugel 13 . sich entlang der Nut 11 bewegt, wird sich die Feder
16 zusammendrücken oder ausdehnen, entsprechend der Drehrichtung des Einstellgliedes 9, und zwar
mit dem Ergebnis, daß die Muffe 8 sich in axialer Richtung bewegt. Diese axiale Bewegung wird auf
den Kupferring 5 übertragen und bewirkt somit eine Verstimmung des Resonators.
30· In einem speziellen Ausführungsbeispiel, in dem es erwünscht ist, eine axiale Bewegung von 15/iooo
eines Zolls vorzunehmen, beträgt der Winkel der konischen Oberfläche 12 des Einstellgliedes 10 etwa
1780; die spiralförmige Nut kann in'diesem Fall
aus fünfzehn Umdrehungen, die voneinander einen Abstand von etwa 1 Zoll besitzen, bestehen. Um
das Einstellglied 9 zu verdrehen, kann man eine Kappe 17, die in der Zeichnung durch gestrichelte
Linien angedeutet ist, vorsehen; diese Kappe ist auf das Einstellglied 9 aufgesetzt und dient gleichzeitig
als Gehäuse. Das Element 9 kann auch unter Zwischenschaltung eines Übersetzungsgetriebes in
Umdrehung versetzt werden.
Es empfiehlt sich, der Spur 11 eine kreisförmige
Form im Querschnitt zu geben, und zwar so, wie es in Abb. 1 dargestellt ist; in diesem Fall besitzt
die Kugel 13 einen Radius, der der Querschnittsform der Nut entspricht.
Die Nut kann aber auch bei einer anderen Ausführungsform der. Erfindung einen flachen Grund
besitzen; das bewegliche Organ kann in diesem Fall als konischer Zylinder ausgebildet sein. Es ist
wünschenswert, daß der Druck, der auf das axial bewegliche Einstellorgan ausgeübt wird, ausgeglie'hen
wird; für diesen Fall ist es vorzuziehen, eine Mehrzahl von beweglichen Organen vorzusehen,
beispielsweise drei, die in äquidistanten Abständen um die Achse der Einstellanordnung angeordnet
sind.
Aus den bereits erwähnten Merkmalen der Erfindung ergibt sich, daß bei Anordnung einer Mehrzahl
von beweglichen Organen die radialen Abstände dieser Organe von der Achse der Einstelleinrichtung
verschieden sein werden. Während die resultierende leichte Kippung des zweiten Einstellgliedes
in die Fabrikationstoleranzen einbezogen werden kann, kann es doch in manchen Fällen
wünschenswert sein, bewegliche Organe von verschiedenem Durchmesser zu verwenden, um dieses
resultierende Kippen zu vermeiden. Wenn beispielsweise drei bewegliche Organe angewendet werden,
kann man getrennte Spuren iia, H6 und nc entsprechend
der Darstellung gemäß Abb. 2 wählen. Jede Spur ist für ein bewegliches Organ vorgesehen.
Gemäß dem Ausführungsbeispiel von Abb. 2 besitzen diese Spuren die Form eines Dreifachgewindes,
bei dem der Beginn einer jeden Spur gegenüber einer anderen um 1200 versetzt ist. Die
Grenzen der Bewegung des Einstellgliedes 9 sind durch Stifte 18, gegen die die beweglichen Organe
stoßen, festgelegt.
Um die beweglichen Organe in einer gegenseitigen Lage von 1200 zu halten, kann man eine
Scheibe 19 vorsehen, wie sie in Abb. 3 dargestellt ist. Diese Scheibe besitzt drei radiale Schlitze 20,
die die beweglichen Organe in genauer winkelmäßiger Lage, zueinander halten.
Es ist vorzuziehen, daß die Oberfläche, in die die Spur oder die Spuren eingearbeitet sind, eben ausgebildet
ist und daß die Oberfläche des gegenüberliegenden Einstellgliedes eine konische Form
besitzt; die Oberfläche des letzteren Gliedes kann jedoch im Querschnitt auch die Form irgendeiner
Kurve (z. B, curvilinear) oder eine einem bestimmten Abstimmungsgesetz folgende Form besitzen.
Die Spur oder die Spuren können aber auch eine andere als eine rein für diesen Zweck vorgesehene
Spirale aufweisen.
Wenngleich die Erfindung in Verbindung mit der Abstimmung eines Hohlraumresonators beschrieben
worden ist, kann sie auch in anderen Anordnungen, beispielsweise für die Einstellbewegungen
in einem Hebemec'hanismus oder in einer Presse, Anwendung finden.
Claims (8)
- PATENTANSPRÜCHE:i. Einrichtung zur Umwandlung einer Drehbewegung in eine axiale Bewegung, die ein erstes, drehbeweglich angeordnetes und ein zweites, axial beweglich angeordnetes Glied enthält, insbesondere Abstimmeinrichtung für ein Klystron, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Einstellglieder (9, 10) einander gegenüberstehende, derart ausgebildete Flächen besitzen, daß ihr Abstand in radialer Richtung sich, vorzugsweise kontinuierlich, ändert, daß , zwischen diesen Gliedern (9, 10) ein oder mehrere, ihre Oberflächen berührende bewegliche Organe (13), z. B. Kugeln, angeordnet sind, und daß in die Oberfläche eines der beiden Glieder (9, 10) eine oder mehrere, die Führung der beweglichen Organe (13) übernehmende Spuren (11) derart eingearbeitet sind, daß eine Drehbewegung des ersten Gliedes (9) eine radiale Bewegung des oder der beweglichen Organe (13) hervorruft.509 627/242E 8802 XII/47 ί
- 2. Einrichtung nach Anspruch ί, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Oberfläche eines der beiden Glieder (9, 10) eingearbeiteten Spuren als Rillen ausgebildet sind, deren Abstand von der Drehachse kontinuierlich zunimmt.
- 3. Einrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß eine solche Rille die Form einer Spirale besitzt.
- 4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das jeweils andere Einstellglie'd eine dem ersten Einstellglied gegenüberliegende Oberfläche von konischer Form besitzt. . . ■
- 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei Anordnung von mehreren beweglichen Organen (13) eine entsprechende Anzahl von Spuren in die Oberfläche eines der beiden Einstellglieder (9, 10) eingearbeitet ist, derart, daß diese Spuren an zueinander äquidistant liegenden Punkten beginnen.
- 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenstück, z. B. eine mit radial liegenden Schlitzen versehene Scheibe, vorgesehen ist, die die'Aufgabe hat, die einzelnen beweglichen Organe (13) in zueinander aquidistanter Lage zu halten.
- 7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Federn (16) vorgesehen und derart angeordnet sind, daß die beiden Einstellglieder (9, 10) mit den dazwischenliegenden beweglichen Organen (13) aneinandergerückt werden.
- 8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 7, da- 35 durch gekennzeichnet, daß bei ihrer Anwendung als Abstimmeinrichtung für Hohlraumresonatoren die beiden Einstellglieder (9, 10) axial zu einer Muffe (8) angeordnet sind, die ihrerseits in mechanisch starrer Verbindung mit der abzustimmenden Wand des Hohlraumresonators steht, und daß das Einstellglied (9) gegenüber dieser Achse drehbeweglich, das Einstellglied (10) dagegen starr ausgebildet ist.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen509 627/242 12.55
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