DE1073123B

DE1073123B - Verfahren und Anordnung zur Ermoglichung des Über ganges schneller Strahlung insbesondere Korpuskularstrahlung zwischen Räumen verschiedenen Druckes

Info

Publication number: DE1073123B
Application number: DE1955Z0005215
Authority: DE
Inventors: -Phys Karl Heinz Steigerwald Heidenheim/Brenz Dipl
Original assignee: Fa Carl Zeiss Heidenheim/Brenz
Priority date: 1955-10-29
Filing date: 1955-10-29
Publication date: 1960-01-14
Also published as: GB797869A; IT584331A; US2824232A; CH344142A; FR1205189A; NL108536C

Description

DEUTSCHES

Um den Übergang schneller Strahlung, insbesondere von Korpuskularstrahlung, zwischen Räumen verschiedenen Druckes ohne Druckänderung in diesen Räumen zu ermöglichen, bedient man sich durchsichtiger Fenster, z. B. Lenard-Fenster. Bei dieser Anordnung stört vor allem die Absorption der Fenster, welche unter Umständen zur Zerstörung der Fenster führt. Es ist auch bekannt, zwischen Räumen verschiedenen Druckes Druckstufen anzuordnen. Solche sind beispielsweise in der deutschen Patentschrift 916 841 beschrieben. Bei einer derartigen Anordnung sind die Räume verschiedenen Druckes mit Öffnungen versehen und liegen jeweils an Vakuumpumpen. Durch die Leistung dieser Pumpen werden die öffnungen der zum Durchlaß der Strahlung bestimmten Blenden begrenzt, wodurch Schwierigkeiten der Strahlführung und Intensitätsverluste eintreten können.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermöglichung des Überganges schneller Strahlung, insbesondere Korpuskularstrahlung, zwischen mit öffnungen zum Strahlungsdurchtritt versehenen Räumen verschiedenen Druckes unter Vermeidung materieller Fenster, wobei zugleich die Nachteile der bekannten Druckstufenanordnung vermieden werden. Erfindungsgemäß wird zwischen den Öffnungen zweier Räume verschiedenen Druckes eine in einer Kammer angeordnete Vorrichtung bewegt, welche die Verbindung zwischen den Räumen intermittierend freigibt.

Während der Trennung der Räume wird das während der Öffnungsphase in die Zwischenkammer eingedrungene Gas entfernt und die Strahlung unterbrochen. Bei diesem Verfahren wird der Unterschied zwischen der Geschwindigkeit der durchzulassenden Strahlung und der Geschwindigkeit der Gasmoleküle bzw. der Gasströmung ausgenutzt. Es wird die Zeit, während der die beiden Räume verschiedenen Druckes verbunden sind, kürzer gehalten als die Zeit, welche die in die Zwischenkammer eintretenden Gasmoleküle zum Durchlaufen derselben benötigen. In diesem Fall können keine Gasmoleküle direkt vom Raum höheren zum Raum niedrigeren Druckes gelangen. Da der das Strahlerzeugungssystem enthaltende Raum niedrigen Druckes im allgemeinen an eine Hochvakuumpumpe angeschlossen ist, ist es jedoch auch möglich, die Verbindungszeit zwischen den beiden Räumen so zu bemessen, daß nur ein kleiner noch zulässiger Anteil von Gasmolekülen die Verbindungsöffnungen durchlaufen kann.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zwischen zwei Räumen - verschiedenen Druckes eine Trennkammer angeordnet. Diese Trennkammer enthält mit. Durchbohrungen versehene Vorrichtungen, die zwischen den Öffnungen der beiden

Verfahren und Anordnung
zur Ermöglichung des Überganges

schneller Strahlung,

insb es ondere Korpuskularstrahlung,

zwischen Räumen verschiedenen Druckes

Anmelder;
Fa. Carl Zeiss, Heidenheim/Brenz

Dipl.-Phys. Karl Heinz Steigerwald,

Heidenheim/Brenz,
ist als Erfinder genannt worden

Räume bewegt werden. Außerdem ist in der Trennkammer eine Steuervorrichtung angeordnet, welche bei Trennung der Öffnungen der beiden Räume die Strahlung unterbricht. Um bei Trennung der beiden Räume das in die Durchlaßöffnungen eingedrungene Gas entfernen zu können, ist die Trennkammer mit einer Vakuumpumpe· verbunden.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Trennkammer eine Scheibe angeordnet, welche mit einem Lochkranz versehen ist. Dieser Lochkranz wird zwischen den Öffnungen der beiden Räume verschiedenen Druckes bewegt und ist zweckmäßig planparallel geschliffen. Die öffnungen der beiden zu verbindenden Räume tragen justier- und auswechselbare Blenden. Dadurch wird erreicht, daß der Abstand zwischen der Scheibe und den Trennwänden der beiden Räume sehr klein gehalten werden kann. Zweckmäßig ist die Achse der Lochscheibe mit dem Rotor eines Elektromotors, beispielsweise eines Synchronmotors,- verbunden. Um zu große Umdrehungszahlen der in der Trennkammer angeordneten Scheibe zu verhindern,- kann es in vielen Fällen vorteilhaft sein, zwei synchron gegenläufige Scheiben zu verwenden.

Eine besonders günstige Anordnung erhält man, wenn gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in der Trennkammer eine mit radialen Durchbohrungen versehene Trommel angeordnet ist. Diese Trommel ist zweckmäßig mit dem Läufer eines Synchronmotors auf- einer. Achse angeordnet, die senkrecht zur· Fortpflanzungsrichtung der Strahlung

909' 709/390

liegt. Um den Abstand zwischen dem Umfang der Trommel und den Trennwänden der beiden Räume möglichst klein zu halten, werden die der Trommel zugewandten Seiten der Trennwände der beiden zu verbindenden Räume zylindrisch geschliffen. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann eine besonders einfache Steuerungsvorrichtung für die Strahlung angebracht werden. Beispielsweise kann die Trennkammer Fenster tragen, durch welche Licht in die Trennkammer einfällt. Dieses Licht wird durch Durchbohrungen der Trommel geleitet und fällt danach auf eine Photozelle. Die in dieser erzeugte elektrische Größe dient zur Steuerung der auszuschleusenden Strahlung. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß nur dann Licht durch die Durchbohrungen der Trommel fallen kann, wenn die beiden zu verbindenden Räume durch die Durchbohrungen der Trommel verbunden sind.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der rotierenden Trommel eine feststehende, ebenfalls mit Öffnungen versehene Trommel angeordnet, deren Öffnungen denjenigen der zu verbindenden Räume gegenüberstehen. Die Verbindung der beiden Räume erfolgt in diesem Fall einmal über die rotierende und zum anderen über die feststehende Trommel. Es ist in diesem Fall möglich, die in die Bohrungen der rotierenden Trommel eintretenden Gasmenge vom Eintreten in den Raum der feststehenden Trommel praktisch fernzuhalten. Dabei ist es vorteilhaft, die die Trommel enthaltende Trennkammer in vier Räume aufzuteilen. Zweckmäßig werden die beiden dem Raum höheren Druckes benachbarten Räume der Trennkammer mit einer Pumpe verbunden, die bei verhältnismäßig hohen Drücken hohe Saugleistung aufweist. Eine solche Pumpe wird deshalb gewählt, weil in diesen beiden Räumen sich diejenigen Gasmoleküle sammeln, die durch die öffnung des Raumes höheren Druckes eintreten und von der rotierenden Trommel mitgerissen werden. Dementsprechend stellt sich in diesen beiden unteren. Räumen ein etwas höherer Druck ein als in den beiden oberen Räumen der Trennkammer. Diese beiden oberen Räume werden deshalb zweckmäßig mit einer Pumpe verbunden, die bei niederen Drücken hohe Saugleistung aufweist.

An Stelle der bisher beschriebenen Vorrichtungen können in der Trennkammer auch andere Vorrichtungen angeordnet sein, die zum wechselnden öffnen und Schließen der Verbindung zwischen den Räumen verschiedenen Druckes dienen. Beispielsweise wird in der Trennkammer ein schwingendes System angeordnet, das ebenfalls Durchbohrungen enthält. Ähnliche Wirkungen lassen sich auch mit Systemen erzielen, welche auf den Dichtungsflächen oder/und aufeinander mit einzelnen Teilen abrollen und dabei die Durchlaßöffnungen wechselweise öffnen und schließen. Bei allen diesen Anordnungen ist es verhältnismäßig einfach, eine Steuerungsvorrichtung für die Strahlung anzubringen. Diese kann grundsätzlich elektromagnetisch, elektrooptisch oder auf jede dem jeweiligen Fall angepaßte Art und Weise erfolgen, wobei magnetische oder kapazitive Abtastvorrichtungen verwendet werden.

Um während der Verbindung der beiden Räume eine ausreichende Strahlintensität zu erzielen, wird beispielsweise die Beschleunigungsspannung des Strahlerzeugungssystems in der Weise zeitlich periodisch verändert, daß am Ort und im Augenblick der Öffnung der Verbindung zwischen den Räumen verschiedenen Druckes eine Phasenfokussierung eintritt.

Um die Wirkung der bisher beschriebenen Vorrichtungen zu unterstützen, wird vorteilhaft in der Öffnung des Raumes höheren Druckes eine Schallschwingung angeregt, welche bei Öffnen der Verbindung zwischen den beiden Räumen am Rand der Trennkammer Unterdruck erzeugt. Diese Schallschwingung kann durch ein elektromagnetisches System erzeugt werden. Sie kann jedoch ebenso durch eine entsprechende Abstimmung der in der Öffnung des

ίο Raumes höheren Druckes enthaltenen Luftsäule auf die Öffnungsfrequenz erzeugt werden.

Zur weiteren Unterstützung der beschriebenen Vorrichtungen enthält die Öffnung des Raumes höheren Druckes vorteilhaft seitliche Kanäle, durch welche Gas oder Dampf mit hoher Geschwindigkeit in Richtung auf den Raum höheren Druckes einströmt. Eine solche Öffnung mit seitlichen Kanälen kann auch unterhalb der Öffnung des Raumes höheren Druckes angeordnet sein.

Es ist auf einfache Weise möglich, mit den beschriebenen Vorrichtungen nicht nur einen Korpuskularstrahl, sondern mehrere Korpuskularstrahlen durch verschiedene Öffnungen auszuschleusen.

Die Erfindung wird an Hand der Ausführungsbeispiele darstellenden Fig. 1 bis 5 näher erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau der Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel dieser Anordnung, Fig. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung,

Fig. 4 ein weiteres, vakuumtechnisch verfeinertes Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 5 eine Anordnung zur Unterstützung des durch die erfindungsgemäße Anordnung erzielten Effektes, jeweils im Schnitt.

In Fig. 1 ist mit 1 die Wand eines Unterdruckgefäßes bezeichnet, in welchem beispielsweise ein Korpuskularstrahl erzeugt wird. Die Strahlung soll in den unterhalb der Wand 2 befindlichen Raum, welcher beispielsweise unter Normaldruck steht, gelangen. Hierzu sind in den Wänden 1 und 2 die öffnungen 3 und 4 vorgesehen. Zwischen diesen Öffnungen 3 und 4 ist eine Vorrichtung 5 angeordnet, welche die Durchbohrungen 6 enthält. Die Vorrichtung 5 wird derart zwischen den öffnungen 3 und 4 bewegt, daß die Bohrungen. 6 die Verbindung zwischen den beiden Öffnungen 3 und 4 abwechselnd freigeben und sperren. Im Augenblick der Freigabe der Verbindung zwischen den beiden Öffnungen. 3 und 4 durch die Bohrung 6 treten Gasmoleküle bzw. eine Druckwelle aus 4 in das Innere der Bohrung 6 ein und bewegen sich in Richtung auf 2. Erfindungsgemäß wird die Zeit, während der sich die Bohrungen 3 und 4 einerseits und die Bohrung 6 andererseits überdecken, so kurz gehalten, daß sie kleiner ist als die Zeit, welche die in die Bohrung 6 eindringenden Gasmoleküle benötigen, um dieselbe zu durchlaufen. Die längste Zeit zum Durchlaufen der Bohrung 6 haben diejenigen Moleküle zur Verfügung, welche zu Beginn der Überdeckung von 4 und 6 in 6 eintreten. Unter der Annahme, daß ein kleiner Anteil dieser Moleküle geradlinig die Bohrung 6 durchfliegt und gerade beim Ende der Überdeckung von 6 und 3 in 3 eintreten kann, ergibt sich die strengste Forderung für die Geschwindigkeit der Vorrichtung 5 als diejenige, schon für eine Aufhebung der Überdeckung zu sorgen, ehe ein solches Molekül die Bohrung 6 durchlaufen hat. Nimmt man eine Molekülgeschwindigkeit von 600 m/sec und eine Lange der Bohrung 6 von 2 cm

1 073

5 6

an, so darf die Überdeckungszeit zwischen den Oft"- ist senkrecht zu dem Ladungsträgerstrahl angeordnet, nungen 3 und 4 und der Bohrung 6 nicht größer als Die Trommel 57 bildet mit der rohrförmigen Achse 0,34Ί0~⁴ see sein. 60 und dem auf dieser sitzenden. Kurzschlußläufer 61 In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfin- ein Stück, welches leicht drehbar in den Lagern 62 dung dargestellt, in welchem an Stelle der Vorrich- 5 gelagert ist. Das Gehäuse 63 enthält einen Stator 64 tung 5 der Fig. 1 eine Scheibe 31 verwendet wird. Mit eines Synchronmotors. Der Raum 55 wird durch die 20 ist ein Hochvakuumgefäß bezeichnet, in welchem Öffnung 65 evakuiert, so daß die durch die Öffnung beispielsweise ein Korpuskularstrahl erzeugt wird, 53 eintretenden Gasmoleküle zum größten Teil abder das Gefäß 20 durch die Bohrung 21 verlassen soll. gesaugt werden, ehe sie die Öffnung 52 erreichen.
An das Hochvakuumgefäß 20 ist ein Vorvakuum- 10 Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung hat gegenüber gehäuse 30 angeflanscht, welches die rotierende der in Fig. 2 dargestellten Anordnung den Vorteil, Scheibe 31 enthält. Diese Scheibe ist mit einem Rohr daß die Trommel einen wesentlich geringeren Durch-32 und einem Kurzschlußläufer 33 fest verbunden. messer als die Scheibe 31 besitzt. Dafür muß jedoch Die Teile 33 und 34 bilden Rotor und Stator eines die Trommel mit sehr hoher Umdrehungsgeschwin-Synchronmotors, welcher sich im Vorvakuumgehäuse 15 digkeit rotieren. Hat z. B. die Trommel 57 einen 30 befindet. Das Vorvakuumgehäuse 30 wird über eine Durchmesser von 2 cm, so ist zur Einhaltung der einnicht eingezeichnete Pumpleitung mittels rotierender gangs beschriebenen Bedingung bei einem Durch-Pumpen evakuiert und auf einem Druck von beispiels- messer der Bohrung von 1 mm eine Umdrehungszahl weise 10^-2 Torr gehalten, wenn unterhalb der Blende von etwa 30 000 U/min erforderlich. Derartige Dreh-23 Normaldruck herrscht. Der Lochkranz 36 der 20 zahlen sind bei Körpern kleinen Durchmessers und Scheibe 31 ist an den Rändern planparallel geschliffen unter Verwendung geeigneter Materialien ohne und läuft zwischen den Blenden 22 und 23 derart, daß weiteres erreichbar. Der aus Rotor 61 und Stator 64 zwischen den Blendenflächen und der Lochkranzfläche bestehende Synchronmotor wird dazu beispielsweise nur noch ein möglichst enger Spalt vorhanden ist. Um mit einer Frequenz von 500 Hz gespeist,
diesen Spalt so klein wie möglich halten zu können, 25 Um den Ladungsträgerstrahl stets synchron zur werden die beiden Blenden 22 und 23 justierbar ange- öffnung der Austrittsbohrungen zu steuern, kann ordnet. Darüber hinaus empfiehlt es sich, die beiden beispielsweise eine in Fig. 3 schematisch dargestellte Blenden 22 und 23 auswechselbar zu gestalten. Das Anordnung verwendet werden. Im Gehäuse 56 sind Rohr 32 ist auf einer Achse 37 mittels Kugellagern die Fenster 70 und 71 angeordnet, durch welche von leicht drehbar gelagert. Die Achse 37 besitzt eine 30 einer Lichtquelle 72 ein Lichtstrahl 73 über die Ausnehmung 38, welche beispielsweise das Ein- Spiegel 74 bis 77 zu einer Photozelle 78 gelangen führen einer Kühlflüssigkeit zur Kühlung des Lagers kann. Der Lichtstrahl muß auf seinem Wege zwei gestattet. Nimmt man wiederum eine Molekül- Bohrungen 54 durchlaufen und wird somit von der geschwindigkeit von 600 m/sec, eine Bohrlänge des rotierenden Trommel 57 intermittierend freigegeben, auf der Scheibe 31 angeordneten Lochkranzes 36 von 35 Auf diese Weise gibt die Photozelle 78 ein elektrisches 2 cm und einen Durchmesser der Bohrung von 1 mm Signal ab, durch welches in bekannter Weise ein an, so muß zur Erfüllung der oben aufgestellten Ladungsträgerstrahl gesteuert werden kann.
Forderung die Scheibe 31 die Bohrungen 21 auf Die in Fig. 4 dargestellte Anordnung stellt eine einem Kranz von 20 cm Durchmesser tragen und mit vakuumtechnische Verfeinerung der in Fig. 3 darge-6000 U/min rotieren, wenn von Anfang bis Ende der 40 stellten Anordnung dar. Oberhalb der Bohrung 80 be-Überdeckung ein Weg von 2 mm gerechnet wird. Die findet sich das Hochvakuumgehäuse. Unterhalb der gesamte Öffnungszeit beträgt dann 0,32· 10—* see, Bohrung 81 befindet sich beispielsweise Atmosphärenwährend ein gerade durch die Bohrungen des Loch- druck. Die rotierende Trommel 82 arbeitet in gleicher kranzes 36 fliegendes Molekül für die Strecke von Weise wie die Trommel 57 in Fig. 3. Im Inneren der 2 cm Länge die Zeit von 0,34-10—* see benötigt. 45 Trommel 82 ist eine feststehende Trommel 83 ange-

Verwendet man gemäß einem weiteren Aus- ordnet, welche die Bohrungen 84 und 85 enthält,

führungsbeispiel der Erfindung an Stelle der rotieren- Diese stehen den Bohrungen 80¹ und 81 gegenüber,

den Scheibe 31 zwei synchron "gegenläufig rotierende Die Trommel 83 gestattet es, die in den Bohrungen

Scheiben, so läßt sich die Umdrehungsgeschwindig- 86 der Trommel 82 enthaltenden Gasmengen vom

keit einer Scheibe auf 3000 U/min verringern. An so Eintreten in den Raum 87 und damit vom Eintreten

Stelle einer Verringerung der Umdrehungsgeschwin- in das Hochvakuumgehäuse praktisch fernzuhalten,

digkeit kann auch die gesamte Bohrlänge auf 1 cm Die Dichtungsflächen zwischen den Außenwänden

herabgesetzt werden.. und der rotierenden Trommel 82 stellen ein beson-

In Fig. 3 a und 3 b ist eine andere Ausführungs- deres Problem dar. Wegen der sehr hohen Umfangsform des Erfindungsgedankens dargestellt. Fig. 3 b 55 geschwindigkeit der Trommel 82 lassen, sich hier im stellt dabei eine Seitenansicht der Anordnung gemäß allgemeinen keine Dichtungen verwenden, welche die Fig. 3 a dar. Mit 50 ist ein Vakuumgehäuse bezeich- Trommel 82 berühren. Aus diesem Grund wird zwinet, dessen Innenraum 51 sich beispielsweise unter sehen dem feststehenden Gehäuse 90 und der Trommel Hochvakuum befindet. Ein Ladungsträgerstrahl soll 82 ein enger Spalt vorgesehen. Die durch die Bohrung durch die Bohrung 52 aus dem Innenraum des Ge- 60 81 hereindrängenden Gasmoleküle werden bei Rechtsfäßes austreten. Unterhalb des Vakuumgehäuses 50 drehung der Trommel 82 ähnlich wie bei einer moleist eine Kammer 55 angeordnet, welche durch den kularen Luftpumpe in den Raum 91 transportiert. Ansatz 56 gebildet wird. Dieser Ansatz ist so ge- Dieser Raum ist von dem Raum 92 durch eine Trennformt, daß eine Trommel 57 mit engem Spalt zwi- wand 93 getrennt, die mit der Trommel 82 einen sehr sehen den beiden zylindrisch geschliffenen Flächen 58 65 engen Spalt bildet. Die in den Raum 91 eingedrungene und 59 rotieren kann. Die Bohrungen 52 und 53 Gasmenge wird im wesentlichen durch die öffnung 95 liegen einander gegenüber und werden durch die in abgepumpt. An diese öffnung wird eine Pumpe ander Trommel 57 angebrachten Bohrungen 54 geöffnet geschlossen, die bei verhältnismäßig hohen Drücken oder geschlossen. Unterhalb der Bohrung 53 herrscht hohe Saugleistung aufweist. An die Öffnung 94 des beispielsweise Normaldruck. Die Achse der Trommel 70 Raumes 92 wird eine Pumpe angeschlossen, die bei

niederen Drücken hohe Saugleistung aufweist. Es ist möglich, im Raum 92 ein. besseres Vakuum aufrechtzuerhalten als im Raum 91. Eine ähnliche Trennvorrichtung stellen die Räume 96 und 97 mit der Trennwand 98 und den Öffnungen 99 und 100 dar.

Um über die oben geschilderten Maßnahmen hinaus das Eindringen von Gas in die Öffnung 81 weiter zu vermindern, werden zweckmäßig in der Öffnung 81 Schallschwingungen erzeugt, welche eine derartige Frequenz haben, daß sie an der Stelle 101 gerade dann Unterdruck erzeugen, wenn sich die Bohrungen 86 und 81 decken. Derartige Schallschwingungen lassen sich auf einfache Weise, beispielsweise durch Abstimmung der in der Bohrung 81 enthaltenen Luftsäule auf die Öffnungsfrequenz der Bohrung 86 und 81, erzielen. \^orteilhafter ist in manchen Fällen jedoch die Anregung einer derartigen Schwingung in der Bohrung 81 durch einen seitlich angeschlossenen Kanal, welcher durch ein elektromagnetisches System in Schwingungen versetzt wird.

Fig. 5 zeigt eine Vorrichtung, mittels welcher der Druck in der Nähe der Bohrung 81 durch eine nach dem Prinzip einer Strahlpumpe arbeitende Anordnung herabgesetzt wird. Die Gehäusewand 110 trägt eine Bohrung 111, welche mit Kanälen 112 und 113 in Verbindung steht. Durch diese Kanäle wird z. B. Druckluft hindurchgepreßt, welche in die Bohrungen 112, und zwar in Richtung nach unten, d. h. also nach dem Raum höheren Druckes, eintritt und die dort enthaltene Gasmenge mit sich reißt. Dadurch wird oberhalb der Eintrittsstelle 114 der Druck verringert.

Bei den bezüglich der Laufzeit der Moleküle gemachten Annahmen kann man berücksichtigen, daß es sehr unwahrscheinlich ist, daß ein Molekül die Durchlaßbohrungen geradlinig durchfliegt. Es ist vielmehr anzunehmen, daß entsprechend den anzusetzenden freien Weglängen, welche sich bei dem Vorgang noch dazu verändern, größere Durchlaufzeiten entstehen. Dadurch wird es möglich, die Öffnungszeiten ebenfalls zu vergrößern. Die Drehzahlen der rotierenden Systeme müssen also nicht so hoch sein, wie oben angegeben wurde.

Es ist auf einfache Weise mögich, mit einer rotierenden Scheibe, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, nicht nur einen Ladungsträgerstrahl, sondern, an mehreren entlang des Umfangs der Scheibe verteilten Stellen mehrere Ladungsträgerstrahlen aus dem Vakuumgehäuse auszuschleusen.

Die erfindungsgemäße Anordnung findet besonders vorteilhaft Anwendung bei der Materialbearbeitung oder Materialbehandlung mittels Korpüskularstrahlen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 55

1. Verfahren zur Ermöglichung des Überganges schneller Strahlung, insbesondere Korpuskular-

' strahlung, zwischen mit Öffnungen zum Strahlungsdurchtritt versehenen Räumen verschiedenen Druckes unter Vermeidung materieller Fenster, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den. beiden Öffnungen eine in einer Zwischenkammer angeordnete Vorrichtung' bewegt wird, welche die Verbindung zwischen den Räumen intermittierend freigibt, und daß während der Trennung der Räume das während der Öffnungsphase in die Zwischenkammer eingedrungene Gas entfernt und die Strahlung unterbrochen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit, während der die beiden Räume verschiedenen Druckes verbunden sind, kurzer ist als die Zeit, welche die in die Zwischenkammer eintretenden Gasmoleküle zum Durchlaufen, derselben benötigen.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeit, während der die beiden Räume verschiedenen Druckes miteinander verbunden sind, so kurz bemessen ist, daß nur ein kleiner noch zulässiger Anteil von Gasmolekülen die öffnungen durchlaufen kann.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Vermeidung von Intensitätsverlusten die Höhe der Beschleunigungsspannung in der Weise zeitlich verändert wird, daß am Ort und im Augenblick der Öffnung zwischen den Räumen verschiedenen Druckes eine Phasenfokussierung eintritt.

5. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Öffnungen zweier Räume verschiedenen Druckes eine mit einer Vakuumpumpe verbundene Zwischendruckkammer angeordnet ist, die zwischen den Öffnungen der beiden Räume bewegte, mit Durchbohrungen versehene Vorrichtungen enthält, und daß in dieser Zwischendruckkammer eine bei Herstellung der Verbindung zwischen den beiden Räumen die Strahlung synchron einschaltende Steuervorrichtung angeordnet ist.

6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere mit Vakuumpumpen verbundene und jeweils eine mit Durchbohrungen versehene bewegbare Vorrichtung enthaltende Zwischendruckkammern vorgesehen sind.

7. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine in der Zwischendruckkammer angeordnete und mittels eines Elektromotors angetriebene Scheibe mit einem zwischen den Öffnungen der beiden Räume angeordneten Lochkranz.

8. Anordnung nach Anspruch 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen der beiden zu verbindenden Räume justier- und auswechselbare Blenden tragen.

9. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zwei in einer Zwischendruckkammer angeordnete synchron gegenläufige Scheiben, die jeweils mit einem zwischen den Öffnungen der zu verbindenden Räume angeordneten Lochkranz versehen sind.

10. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Zwischendruckkammer eine mit radialen Durchbohrungen versehene Trommel angeordnet ist, deren Achse senkrecht zur Fortpflanzungsrichtung der Strahlung liegt.

11. Anordnung nach Anspruch 5 und 10, dadurch gekennzeichnet; daß die der Trommel zugewandten Seiten der Trennwände der beiden zu verbindenden Räume zylindrisch geschliffen sind.

12. Anordnung nach Anspruch 5, 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der rotierenden Trommel eine feststehende, ebenfalls mit öffnungen versehene Trommel angeordnet ist, deren Öffnungen denjenigen der zu verbindenden Räume gegenüberstehen.

13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die die Trommeln enthaltende Zwischen druckkammer in vier mit jeweils «iner Vakuumpumpe verbundene Räume aufgeteilt ist.

14. Anordnung nach Anspruch 5 und einem oder mehreren der folg"enden, gekennzeichnet durch eine

elektromagnetische oder elektrooptische Steuerungsvorrichtung für die Strahlung.

15. Anordnung nach Anspruch 5 und einem oder mehreren der folgenden, gekennzeichnet durch magnetische oder kapazitive Abtastvorrichtungen zur Steuerung der Strahlung.

16. Anordnung nach Anspruch 5 und einem oder mehreren der folgenden, gekennzeichnet durch eine solche Abstimmung der in der Öffnung des Raumes höheren Druckes enthaltenen Luftsäule auf die Öffnungsfrequenz, daß in dieser Öffnung eine beim Öffnen der Verbindung zwischen den beiden Räumen am Rand der Zwischendruckkammer Unterdruck erzeugende Schallschwingung entsteht.

17. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung des Raumes höheren Druckes zwei seitliche Kanäle enthält, durch

10

welche Gas oder Dampf mit hoher Geschwindigkeit in Richtung auf den Raum höheren Druckes einströmt.

18. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß gleitende oder rollende Formkörper zum Verbinden und Trennen sowie zum Abdichten der Öffnungen der beiden Räume verschiedenen Druckes dienen.

19. Anordnung nach Anspruch 5 und einem oder mehreren der folgenden, gekennzeichnet durch mehrere durch verschiedene Öffnungen austretende Korpuskularstrahlen.

20. Anordnung nach Anspruch 5 und einem oder mehreren der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel zur Kühlung der bewegten Teile und ihrer Lager sowie zur Kühlung der von der Strahlung durchsetzten öffnungen vorgesehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen