SE439078B - Anordning vid en avstembar magnetron - Google Patents

Description

8403747-2 mellan de olika delarna av lagerarrangemanget i radiell riktning uppträder dessutom i fortfarighetstillståndet en kraftig temperaturgradient i radiell riktning. Temperaturgradienten i axiell riktning är däremot ringa emedan såväl den centrala ståndaren, som uppbär hela lagerarrangemanget, som den roterbart lagrade hylsan vanligen är gjorda av material med bra värmeledningsförmåga.

Inom hela temperaturområdet skall lagren arbeta glappfritt och med låg frik- tion.

Hos magnetroner är det vanligt att den hylsformiga kroppen påverkas av en ständig axiell magnetisk kraft. Med hjälp av denna kraft kan förspänning av “tandem"-typ åstadkommas. Det är då viktigt att båda lagren är belastade och helst på sådant sätt att de har samma belastning och tar upp hälften av kraften vardera. ~ Många lösningar på lagerproblemet i avstämbara magnetroner av beskrivet slag har föreslagits. I EPS 0009903 beskrivs t ex ett lagerarrangemang, där såväl lagrens innerringar som ytterringar är förskjutbart anordnade på den fasta ståndaren resp i den roterande hylskroppen. Lagrens ytterringar pressas tillsammans med en mellan dem anbringad distanshylsa mot ett fast anslag på den roterande hylsan, medan innerringarna dels påverkas av en fjäder som pressar hela paketet av innerringar och mellanliggande distansorgan mot ett anslag på ståndaren och dels av en fjäder som ingår i distansorganet och pressar isär de båda innerringarna. Det nämnda anslaget på ståndaren är vidare inställbart i axiell riktning. Denna inställning av anslaget på ståndaren görs därvid på sådant sätt att lasten fördelas på önskat sätt mellan lagren. Under inställning liksom till följd av temperaturvariationer under drift förskjuts båda lagrens innerringar på ståndaren. Inställningen för att önskad fördelning av lasten mellan lagren skall erhållas är mycket kritiskt. Skulle fjädrarnas fjäderkarak- teristik ändra sig med tiden blir inställningen felaktig. En annan nackdel med detta arrangemang är att både de inre och de yttre lagerringarna måste ha lösa passningar med spel mot ståndaren, respektive hylskroppen som i sig innebär glapp och kan ge upphov till vibrationer. g Ändamålet med uppfinningen är att åstadkomma ett lagerarrangemang i en avstämbar magnetron av beskrivet slag, i vilket glappfrihet råder i båda lagren inom hela temperaturområdet och utan att några komplicerade och kritiska in- ställningsoperationer behöver genomföras och utan att lagringens egenskaper skall behöva försämras genom lösa passningar med spel på flera ställen.

Enligt uppfinningen uppnås detta med en anordning av inledningsvis beskri- vet slag, vilken kännetecknas därav att åtminstone ett distansorgan har tempe- 8403747-2 raturkompensation genom att det består av minst tre, varandra i ståndarens längdriktning delvis överlappande element av minst två material med olika längdutvidgningskoefficienter innefattande två ändelement som med sin ena ände anligger mot resp lagerdel och minst ett mellanelement varvid intilliggande element ansluter sig till varandra vid sina ändar så att två intilliggande ele- ment vid temperaturändringar bibringar distansorganet längdändring i motsatta riktningar, och att samanlagda längden av alla element som ger längdändring i en riktning är så vald relativt sammanlagda längden av alla element som ger längdändring i motsatt riktning och relativt längdutvidgningskoefficienterna för materialen i de olika elementen, att en önskad variation av totala längden hos distansorganet med temperaturen erhålles.

Antalet element blir alltid ett udda tal och om man numrerar elementen i följd från det ena lagret till det andra blir de element som samverkar i ena riktningen de element som har udda ordningsnummer, medan elementen som sam- verkar inbördes och motverkar de förstnämnda elementen blir alla element med jämna ordningsnummer.

Genom uppfinningen kan i princip längdutvidgningen hos ett distansorgan till följd av temperaturvariationer noggrant anpassas till utvidgningen av andra delar av lagerarrangemanget så att ett en gång vid tillverkningen till följd av fasta anslag inställt förhållande mellan belastningen av de båda lagren upprätthålles inom hela temperaturområdet. Uppfinningen öppnar också praktiska möjligheter för att framställa magnetroner med alla slag av förspän- ning i lagringen utan att behöva ge avkall på kravet om låg och noggrant be- gränsad friktion. Förspänning exempelvis av typ "back to back" ger en stabilare och därmed noggrannare inbyggnad än typ “tandem“ eller “face to face".

Företrädesvis är båda distansorganen försedda med samma temperaturkompen- sation som den beskrivna, varigenom ingen inbördes rörelse mellan de båda lag- rens inner- och ytterdelar till följd av temperaturvariationer kommer att upp- träda inom hela temperaturområdet. Detta bidrar till en noggrannare förspänning med glappfrihet och låg friktion.

Ytterligare förbättring kan uppnås om även ståndaren och lämpligen även den hylsformiga kroppen förses med samma temperaturkompensation som distans- organen vad gäller den del av ståndaren resp den hylsformiga kroppen, som ligger mellan lagren. Härigenom kommer ingen relativ rörelse att uppträda som följd av temperaturvariationer och båda lagren skulle i princip kunna vara mon- terade utan lösa passningar på ståndaren och i den hylsformade kroppen.

Elementen har lämpligen formen av i varandra införda hylsor. 8403747-2 I en föredragen utföringsform är nämnda längder så val da relativt längdut- vidgningskoefficienterna att totala längdändringen med ändringar i temperaturen blir i huvudsak lika med noll inom magnetronens arbetstemperaturområde.

Lämpligen kan alla element med udda ordningsnummer vara gjorda av ett och samma material och alla element med jämnt ordningsnummer vara gjorda av ett annat material, varvid förhållandet mellan sammanlagda längden av förstnämnda element och sammanlagda längden av sistnämnda element är omvänt proportionellt mot förhållandet mellan längdutvidgningskoefficienterna för materialen i nämnda element.

En materialkombination som visat sig ge bra resultat består i att materia? let i elementen med udda ordningsnummer inklusive de båda ändelementen är molybden och att materialet i elementen med jämna ordningsnummer är rostfritt _ stål.

Uppfinningen âskådliggörs med hjälp av exempel under hänvisning till bi- fogade ritning, där figur 1 visar ett längdsnitt genom en del av en avstämbar magnetron, vilken har ett lagerarrangemang med temperaturkompensation enligt uppfinningen införd i såväl båda distanhylsorna som i den hylsformiga rotorn och figur 2 visar ett längdsnitt genom enbart ståndaren, vilken även försetts med en temperaturkompensation enligt uppfinningen.

I figur 1 betecknar 10 en fast centralt belägen ståndare som vid ena änden avslutas av en magnetisk polsko 11, medan 12 är en hylsformig rotor som vid ena änden uppbär en likaledes hylsformig avstämningskropp 13 och som är roterbart lagrad på ståndaren 10 medelst två kullager 14, 15. Avstämningskroppen skjuter med sin fria ände in i resonanskaviteterna via spår som är upptagna i bakkanten av de ej visade anodplattorna och är här försedd med runt omkretsen fördelade hål 16 för att ge upphov till en avstämningsvariation vid vridning av kroppen 13 omkring axeln 17. Mellan kullagrens innerringar 18, 19 finns en distanshylsa 20 och en liknande distanshylsa 21 är anordnad mellan lagrens ytterringar 22, 23. Hela paketet bestående av innerringarna 18, 19 och distanshylsan 20 pressas mot en avsats 24 på ståndaren medelst en fjäderbricka 25 och på motsvarande sätt pressas hela paketet bestående av ytterringarna 22, 23 och distanshylsan 21 mot en avsats 26 på rotorkroppen 12 medelst en gängad ring 27. Den hylsfor- miga rotorn 12 är vidare ständigt utsatt för en axiell kraft F i pilens rikt- ning, t ex åstadkommen magnetiskt.

De inre lagerringarna kan lämpligen vara anbringade med presspassning på stândaren. Till följd av förhöjd temperatur vid drift övergår denna presspass- ning till glidpassning utan glapp under drift. _ 8403747-2 Enligt uppfinningen är åtminstone en distanshylsa försedd med temperatur- kompensation. I figur 1 är temperaturkompensation införd i båda distanshylsorna liksom även i den hylsformiga rotorn. Endast den inre distanshylsan kommer att beskrivas i detalj.

Den inre distanshylsan består enligt figur 1 av tre delhylsor 30, 31, 32 av vilka den yttre och den inre delhylsan 30, 32 är gjorda av ett och samna material medan mellandelhylsan 31 är gjord av ett annat material. Den yttre delhylsan 30 anligger med sin ena ände mot en avsats på mellandelhylsan 31 vid 33 och mellandelhylsan anligger med en ände mot en avsts på innerdelhylsan 32 vid 34. Delhylsorna är fria så att de kan förskjuta sig relativt varandra. Den yttre delhylsan 30 anligger med sin ände 35 mot det ena lagrets 14 innerring 18 medan den inre delhylsan 32 med sin ände 36 anligger mot det andra lagrets 15 innerring 19.

Totala längden av den inre distanshylsan 20 som bestämmer avståndet mellan kullagrens innerringar blir bestämd av de enskilda delhylsornas längder, räknat mellan anliggningsställena. För totala längden L gäller sambandet: L = ll - lz + 13 där ll, 12, 13 är delhylsornas längder enligt figur 1.

Vid temperaturändringar kommer mellandelhylsan 31 som är gjord av ett ma- terial att motverka de båda andra delhylsorna som är gjorda av ett annat mate- rial. Den resulterande längdändringen Al.för en temperaturändring ¿&t blir: AL =11o61 A: - izoázAt +13 ärcíl är längdutvidgningskoefficienten för materialet i delhylsorna 30 och 32 och C52 är längdutvidgningskoefficienten för materialet i delhylsan 31.

Om den resulterande längdändringen skall bli lika med noll gäller samban- det: iloclAt - 1206241; + 130L1A1; = 0 eller (ll + l3) /lz =CÛ2 /CLI- För att distanshylsan inte skall ändra längd vid temperaturändringar gäl- ler alltså i detta exempel att förhållandet mellan sammanlagda längden av de yttre och inre delhylsorna av det första materialet och längden av mellanhylsan av det andra materialet skall vara omvänt proportionellt mot förhållandet mellan längdutvidgningskoefficienterna.

I föreliggande exempel antas att delhylsorna 30 och 32 är gjorda av mo- lybden som har utvidgningskoefficienten 0LM°N5.10'6 mm/OC mêdên hylSäfl 32 är gjord av austenitiskt rostfritt stål som har utvidgningskoefficienten Oßst Gs17.10'6 mm/°C. Sammanlagda längden av hylsorna 30 och 32 skall alltså vara ungefär 3,4 gånger längden av hylsan 31. 8403747-2 Den yttre distanshylsan är uppbyggd på liknande sätt som den beskrivna inre distanshylsan och består av delhylsorna 37, 38 och 39. Även den hylsfore miga rotorn är i det visade exemplet temperaturkompenserad och är sammansatt av de tre delhylsorna 40, 41 och 42.

Figur 2 visar hur ståndaren kan vara uppbyggd för att få en motsvarande temperaturkompensation. Den visade delen av ståndaren består av tre delar, en inre cylindrisk del 43, en hylsformig mellandel 44 och en hylsformig yttre del 45. Mellandelen 44 är medelst en gängning vid 46 inskruvad på den inre delen 43 tills ett anslag på mellandelen går mot ett anslag på centrumdelen vid 47 och ytterdelen 45 är medelst en gängning vid 48 fastskruvad på mellandelen tills ett anslag på ytterdelen går mot ett anslag på mellandelen vid 49. Anliggnings- ytorna för de inre kullagerringarna är betecknade med 50 och 51 och centrum för kulbanorna är betecknade med 52, 53.

I detta fall definieras ett första avstånd al såsom avståndet mellan centrumlinjen 52 och anliggningsytan 47, medan ett andra avstånd az definie- ras såsom avståndet mellan anliggningsytorna 47 och 49 och ett tredje avstånd a3 definieras såsom avståndet mellan anliggningsytan 49 och centrumlinjen 53.

För att få konstant avstånd mellan centrumlinjerna 52 och 53 oberoende av tem- peraturen skall i detta fall följande samband vara uppfyllt: I (al + a3)/a2 wózbcl. - I en föredragen utföringsform är temperaturkompensation av beskrivet slag införd såväl i ståndaren, som i båda distanshylsorna och i rotorn.

Såsom tidigare nämnts är den hylsformiga rotorn ständigt utsatt för en axiell kraft F, vilken tas upp av lagren. I det visade exemplet är lagren så förspända att kraftvektorn i båda lagren är riktad åt samma håll, s k tandem- arrangemang, och vidare så att lagren tar upp halva kraften vardera. Till följd av den beskrivna temperaturkompensationen av ståndaren, distanshylsorna och rotorn kommer detta en gång inställda förhållande att gälla inom hela tempera- turområdet, varigenom båda lagren blir helt glappfria inom hela temperaturom- rådet. ' I Ett otal modifikationer av det beskrivna arrangemanget är tänkbara inom uppfinningens ram. Således behöver de i distansorganen ingående delelementen ej ha formen av hylsor utan kan exempelvis vara utformade som stavar, varvid ett antal sådana av stavar sammansatta distansorgan kan vara fördelade runt omkret- sen. Antalet individuella delar i varje distansorgan behöver ej heller vara tre utan kan vara ett godtyckligt udda tal. Det är ej heller nödvändigt att den resulterande längdändringen med temperaturen blir noll utan temperaturkompensa- 8403747-2 tionen kan också vara sådan att en kontrollerad längdändring med temperaturen erhålles, vilken är anpassad till en känd längdändring hos en annan del av arrangemanget, vilken i sin tur kan vara okompenserad eller eventuellt även den försedd med en motsvarande temperaturkompensation. Detta möjliggör konstruktion med andra typer av förspänningar, exempelvis "back to back" eller "face to face" och användning av olika typer av Kullager.

Claims (7)

8403747-2 8 Patentkrav.

1. Anordning vid en avstämbar magnetron innefattande en hylsformig kropp som medel st två lager är roterbart lagrad på» en stationär pelare eller ståndare och som vid ena änden uppbär en i magnetronens resonanskaviteter inskjutande av- stämningskropp, varvid en inre lagerdel av ett lager har fixerat läge i förhål- lande till ståndaren och en yttre lagerdel av ett lager har fixerat läge i för- A hållande till den hylsformiga kroppen, medan det inbördes avståndet mellan lag- ren är bestämt av distansorgan, k ä n n e t e c k n a d av att åtminstone ett distansorgan har temperaturkompensation genom att det består av minst tre, var- andra i stândarens längdriktning delvis överlappande element av minst tvâ mate- rial med olika längdutvidgningskoefficienter innefattande två ändelement som med sin ena ände anligger mot respektive lagerdel och minst ett mellanelement, varvid intilliggande element ansluter sig till varandra vid sina ändar så att tvâ intilliggande element vid temperaturändringar bibringar distansorganet längdändring i motsatta riktningar, och att sammanlagda längden av alla element som ger längdändring i en riktning är så vald relativt sammanlagda längden av alla element som ger längdändring i motsatt riktning och relativt längdutvidg- ningskoefficienterna för materialen i de olika elementen, att en önskad varia- tion av totala längden hos distansorganet med temperaturen erhålles.

2. Anordning enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a d av att båda dis- tansorganen är försedda med samma temperaturkompensation.

3. Anordning enligt patentkravet 2, k ä n n e t e c k n a d av att förutom distansorganen även ståndaren och/eller den hylsformiga kroppen är försedda med motsvarande temperaturkompensation vad gäller den del av respektive kropp som ligger mellan lagren. '

4. Anordning enligt något av patentkraven 1-3, k ä n n e t e c k n a d av att elementen har formen av i varandra införda hylsor. 8403747-2

5. Anordning enligt något av patentkraven 1-4, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda längder är så valda relativt längdutvidgningskoefficientenerna att totala längdändringen med ändringar i temperaturen blir 1 huvudsak lika med noll inom magnetronens arbetstemperaturområde.

6. Anordning enligt patentkravet 5, k ä n n e t e c k n a d av att alla ele- ment med udda ordningsnummer är gjorda av ett och samma material och att alla element med jämnt ordningsnummer är gjorda av ett annat material, varvid för- hållandet mellan sammanlagda längden av förstnämnda element och sammanlagda längden av sistnämnda element är omvänt proportionellt mot förhållandet mellan längdutvidgningskoefficienterna för materialen i elementen.

7. Anordning enligt något av patentkraven 1-6, k ä n n e t e c k n a d av att materialet i elementen med udda ordningsnummer inklusive de båda ändele- menten är molybden och att materialet i elementen med jämna ordningsnummer är rostfritt stål.