Goniometerkopf mit Magnet-Führungsflächen Die Erfindung bezieht sich
auf einen »Goniometerkopf« für Kristalle und sonstige strahlenoptische Untersuchungsobjekte.
Das ist ein Justierträger, wie er in der Kristallographie, vor allem der Kristallstrukturforschung
mit Röntgenstrahlen (»Feinstrukturforschung«) benötigt wird. Ein Goniometerkopf
erlaubt, die genannten Objekte in eine gewünschte vorgegebene Orientierung zu schwenken
und ferner in eine Hauptdrehachse zu zentrieren und besteht herkömmlicherweise in
einem Fuß, der sich auf diese Drehachse aufsetzen oder in sie einführen läßt, darüber
einem Kreuzschlitten für die Zentrierung, und über diesem einem Paar von aufeinander
und mit ihren Achsen auf der Drehachse senkrecht stehenden Kreissegmentführungen
(»Wiegen«), mit deren Hilfe der darüber im Schnittpunkt beider Schwenkachsen angebrachte
Kristall in die gewünschte Orientierung gebracht werden kann (Fig. 1 a). Goniometer head with magnet guide surfaces The invention relates to
on a "goniometer head" for crystals and other optical objects under examination.
This is an adjustment carrier like the one used in crystallography, especially in crystal structure research
with X-rays (»fine structure research«) is required. A goniometer head
allows the objects mentioned to be pivoted into a desired, predetermined orientation
and also to center in a main axis of rotation and conventionally consists in
a foot that can be placed on this axis of rotation or inserted into it
a cross slide for centering, and above this a pair of one on top of the other
and circular segment guides with their axes perpendicular to the axis of rotation
("Weighing"), with the help of which the attached above at the intersection of the two swivel axes
Crystal can be brought into the desired orientation (Fig. 1 a).
Da einige Ansprüche an die Genauigkeit sowohl der Gerad- als auch
der Kreisbogenführungen (im allgemeinen Schwalbenschwanzführungen) gestellt werden
müssen, ist ein Goniometerkopf ein verhältnismäßig kompliziertes und teures Gerät.
Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist gekennzeichnet durch Anordnung einer einzigen
an sich bekannten kugelförmigen magnetischen Führungsfläche für die Richtungsjustierung
und einer einzigen Führungsfläche für die Transversalverschiebungen. Solche magnetischen
Führungen sind mit Hilfe der seit einiger Zeit im Handel befindlichen Permanenthaftmagnete
oder »Greiferstäbe« verhältnismäßig bequem zu realisieren. Fig. 2 zeigt eine solche
Konstruktion, bei der die beiden aufeinander senkrechten Kreisbogenführungen durch
eine einzige sphärische und die beiden Geradführungen durch eine einzige ebene ersetzt
sind. Verwendet wurden dabei Flachgreifer (beispielsweise Typenreihe 9030 der DEW).
Zur Erzielung der sphärischen Gleitfläche kann entweder der Magnet selbst sphärisch
angeschliffen sein (was bei den Flachgreifern bis jetzt noch nicht möglich war)
oder ein aufgesteckter Polschuh wie in der dargestellten Konstruktion, der ebenso
wie polseitig der Magnet selbst aus einem massivzylindrischen Kern und einem dagegen
magnetisch isolierten (Messing od. ä.) Außenzylinder besteht. Die Konkavfläche,
die den dagegen gleitenden Magnetanker bildet, besitzt eine eingeritzte Winkelteilung
in Form von konzentrischen Kreisen in definiertem Winkelabstand. Es können bei noch
gut zuverlässiger Haftung Schwenkwinkel bis 500 eingestellt werden. Natürlich lassen
sich auch reine Kreisbogenführungen mit zylindrischen Führungsflächen magnetisch
gestalten, so
daß auch der herkömmliche Zweiwiegen- und Kreuzschlittenaufbau damit
eine wesentliche Vereinfachung erfahren könnte. Since some demands on the accuracy of both straight and
of the circular arc guides (generally dovetail guides)
a goniometer head is a relatively complex and expensive device.
The essence of the present invention is characterized by the arrangement of a single
known spherical magnetic guide surface for directional adjustment
and a single guide surface for the transverse displacements. Such magnetic
Guides are made with the help of permanent magnets that have been on the market for some time
or "gripper bars" can be implemented relatively easily. Fig. 2 shows such a
Construction in which the two perpendicular circular arc guides through
a single spherical and the two straight guides replaced by a single plane
are. Flat grippers were used (for example type series 9030 from DEW).
To achieve the spherical sliding surface, either the magnet itself can be spherical
be ground (which was not possible with the flat grippers until now)
or a plugged-on pole piece as in the construction shown, the same
like on the pole side the magnet itself consists of a solid cylindrical core and one against it
magnetically insulated (brass or similar) outer cylinder. The concave surface,
which forms the armature sliding against it, has an incised angular division
in the form of concentric circles at a defined angular distance. It can still
good reliable adhesion swivel angle up to 500 can be set. Of course leave
also pure circular arc guides with cylindrical guide surfaces are magnetic
design so
that also the conventional two-cradle and compound slide structure with it
could experience a substantial simplification.
Vorteilhafterweise erfolgt ein Ersatz der Schwenkungsvorrichtungen
um zwei zur Hauptachse in der Ruhelage senkrechte Achsen durch eine einzige solche,
die mit einer azimutalen Drehvorrichtung um die Längsachse des Oberteils kombiniert
ist (Fig. 1 b). The pivoting devices are advantageously replaced
around two axes perpendicular to the main axis in the rest position through a single axis,
which is combined with an azimuthal rotating device around the longitudinal axis of the upper part
is (Fig. 1 b).
Das bedeutet sozusagen Ersatz der in erster Näherung rechtwinkligen
Verschwenkungskoordinaten durch Polarkoordinaten. Prinzipiell sind beide Verfahren
gleichartig, bei beiden erfolgt die Verschwenkung genau genommen nach sphärischen
Koordinaten, lediglich mit dem Unterschied, daß das herkömmliche Verfahren seine
Ruhelage im Äquator des Koordinatensystems hat, das neu vorgeschlagene dagegen im
Pol. Am Äquator bilden Meridiane und Breitenkreise ein annähernd rechtwinkliges,
am Pol ein Polarkoordinatennetz.That means, so to speak, replacement of the rectangular ones in a first approximation
Pivoting coordinates by polar coordinates. In principle, both methods are
in the same way, in both cases the pivoting is, to be precise, spherical
Coordinates, with the only difference that the conventional method is
Has rest position in the equator of the coordinate system, the newly proposed, however, in
Pole. At the equator, meridians and circles of latitude form an approximately right-angled,
a polar coordinate network at the pole.
Für dieses Verfahren wäre also eine einzige Kreisbogenwiege erforderlich,
kombiniert mit einer azimutalen Drehvorrichtung im Oberteil um den vollen Winkel. For this procedure, a single circular arc cradle would be required,
combined with an azimuthal rotating device in the upper part by the full angle.
Beides in eleganter Weise vereinigen läßt sich durch eine Modifikation
der sphärischen Führung, bei der lediglich der konvexe Oberteil im Mittelpunkt seiner
Führungsfläche einen zusätzlichen Führungsstift (St in Fig. 2b) erhält, welcher
von einer im konkaven Unterteil von der Mitte nach außen verlaufenden Radialnut
geführt wird. Die freie Beweglichkeit des Oberteils ist damit auf zwei Freiheitsgrade
eingeschränkt: Kreisbogenschwenkung und azimutale Drehung, d. h. auf eben die beiden
für das neue Justierverfahren erforderlichen Bewegungsvorgänge,
hier
in einem Konstruktionselement vereinigt. Der Oberteil erhält für die Ablesung der
azimutalen Winkelstellung an seiner zylindrischen Mantelfläche eine Winkelteilung,
zu welcher ein die radiale Führungsnut auf der Gegenseite fortsetzender radialer
Strich den Index bildet. Für die Verschwenkung besteht die Winkelteilung in den
bereits erwähnten konzentrischen Kreisen im Unterteil. Hierbei bildet der untere
Rand des Oberteils den Index. Both can be combined in an elegant way through a modification
the spherical guide, in which only the convex upper part in the center of his
Guide surface receives an additional guide pin (St in Fig. 2b), which
by a radial groove running outward from the center in the concave lower part
to be led. The free mobility of the upper part is thus limited to two degrees of freedom
limited: arc panning and azimuthal rotation, d. H. on both of them
movement processes required for the new adjustment process,
here
united in one construction element. The upper part is used for reading the
azimuthal angular position on its cylindrical lateral surface an angular division,
to which a radial guide that continues the radial guide groove on the opposite side
Stroke forms the index. For the pivoting, the angular division is in the
already mentioned concentric circles in the lower part. Here the lower one forms
Edge of the shell the index.