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Einrichtung zum Einstellen und Verändern der Raumlage von in einer
Behandlungskammer zu behandelnden Gegenständen Die Erfindung bezieht sich auf eine
Einrichtung zum Einstellen und Verändern der Raumlage von in einer Behandlungskammer
zu behandelnden Gegenständen, insbesondere beim Bestrahlen oder Bedampfen von Präparaten,
die aus einer in der Behandlungskammer verschiebbar angeordneten Hebebühne und einem
auf dieser mittels einer Schwenkbrücke gelagerten, den zu behandelnden Gegenstand
aufnehmenden Präparatetisch besteht, der mittels von außen betätigbaren Antriebseinrichtungen
um mindestens zwei seiner Raumachsen drehbar und an der Schwenkbrücke lösbar befestigt
ist.
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Einrichtungen dieser Art dienen zur Behandlung von Gegenständen unter
bestimmten Druck-, Temperatur- und Strahlungsbedingungen, wobei es während der Behandlung
erforderlich ist, die Raumlage der Gegenstände unter Beibehaltung der herrschenden
kritischen Bedingungen dauernd oder von Zeit zu Zeit zu verändern. Beispielsweise
können solche Einrichtungen zur Behandlung von Gegenständen mit Korpuskularstrahlung
oder anderen Strahlungsarten, wie Röntgen- oder ultravioletter Strahlung, für die
verschiedensten technischen und wissenschaftlichen Zwecke verwendet werden. Weitere
Anwendungsgebiete sind die Bedampfung von Gegenständen im Hochvakuum zwecks Präparation
von Objekten für die Übermikroskopie, die Herstellung von Vergütungs- oder anderen
Schichten auf Metallioden oder Metallen, von elektrischen Widerständen usw. sowie
die Gefriertrocknung.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der
genannten Art zu schaffen, bei welcher die zur Bedienung erforderlichen Arbeitsvorgänge,
insbesondere das Einführen und Herausnehmen der zu behandelnden Gegenstände, auf
einfache Weise und in kurzer Zeit möglich sind.
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Erfindungsgemäß wird dieses Ziel dadurch erreicht, daß die Hebebühne
wenigstens im Bereich des Präparatetisches nach einer Seite zu offen ausgebildet
ist und die Behandlungskammer sowie vorzugsweise auch eine diese gegebenenfalls
umschließende weitere Kammer, z. B. ein zur Erzeugung eines Vakuums dienender Rezipient,
im Bereich der offenen Seite der Hebebühne eine für das Hindurchführen des Präparatetisches
bemessene Öffnung aufweist. Bei dieser Ausbildung der Einrichtung kann der Präparatetisch
ohne Zerlegung der Behandlungskammer auf einfache Weise aus dieser herausgenommen
und nach Befestigung des zu behandelnden Gegenstandes bzw. nach Auswechslung desselben
wieder auf der in der Behandlungskammer verbleibenden Hebebühne befestigt werden.
Zur Durchführung dieser Arbeiten wird der Präparatetisch in eine zur Achse der Öffnung
der Behandlungskammer senkrechte Ebene verdreht und sodann ein zum Herausnehmen
und Einführen des Präparatetisches dienendes Werkzeug an diesem befestigt, zu welchem
Zweck der Präparatetisch beispielsweise mit einer T-förmigen Nut versehen sein kann.
Neben einer erheblichen Verkürzung der zur Auswechselung des zu behandelnden Gegenstandes
erforderlichen Zeit erleichtert die Erfindung außerdem das Anbringen des Gegenstandes
am Präparatetisch. Ein weiterer Vorteil besteht schließlich noch darin, daß die
in der Behandlungskammer vorgesehene Öffnung zugleich als Fenster zur Beobachtung
des Präparates während des Behandlungsvorganges verwendet werden kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können die zur Verschiebung
der Hebebühne vorgesehenen Gleitschienen sowie die hierzu dienende Antriebsspindel
eng benachbart an der der offenen Seite der Hebebühne diametral gegenüberliegenden
Seite der
Hebebühne angeordnet sein. Es wird dadurch eine gute Zugänglichkeit
des Präparatetisches bzw. der diesen tragenden Schwenkbrücke sowie eine raumsparende
Anordnung der zur Führung und zum Antrieb der Hebebühne dienende Teile erzielt.
Außerdem ist bei dieser Anordnung das beim Verschieben der Hebebühne auftretende
Kippmoment vernachlässigbar klein, so daß mit einer einzigen Antriebsspindel das
Auslangen gefunden werden kann. Es können dabei erfindungsgemäß auch die Gleitschienen
und die Antriebsspindel durch eine zwischen diesen und der Schwenkbrücke vorgesehene
feststehende Abdeckwand, z. B. aus Blech oder Kunststoff, gegen die Bestrahlung
oder Bedampfung abgeschirmt sein. Durch die Strahlenabschirmung wird vermieden,
daß sich an den zur Verschiebung der Hebebühne dienenden Teile die Bewegung störende
Bedampfungsschichten niederschlagen, wodurch auch die Lebensdauer erhöht wird.
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Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht die Hebebühne
aus zwei im Allstand übereinander angeordneten, etwa hufeisenförmigen Ringsegmenten,
die an ihren offenen Enden durch je eine zur Lagerung der Schwenkbrücke und deren
Antriebseinrichtungen, z. B. Antriebsspindeln, Nutwellen od. dgl., dienende Stütze
miteinander verbunden sind, wobei eine weitere Stütze auf der geschlossenen Seite
der Hebebühne vorgesehen und von den Gleitschienen sowie der Antriebsspindel durchsetzt
ist. Es handelt sich dabei um eine einfache Ausführungsform der Hebebühne, die trotz
einseitig offener Ausbildung den gestellten Anforderungen vollauf gewachsen ist.
Insbesondere ist dabei eine genaue Führung der Hebebühne auch bei auf engem Raum
vereinigt angeordneten Gleitschienen mit Sicherheit gewährleistet.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung können zur Zu- bzw. Ableitung
von elektrischem Strom zu bzw. von auf der Hebebühne angeordneten Hilfseinrichtungen,
z. B. einer Heizeinrichtung, einem Temperaturfühler, Einrichtungen zur Messung und
Anzeige der jeweiligen Stellung des Präparatetisches u. dgl., vorgesehene Stromschienen
die beiden etwa hufeisenförmigen Ringsegmente beiderseits der auf der geschlossenen
Seite der Hebebühne angeordneten Stütze durchsetzen. Die Stromzu- bzw. -ableitung
kann dadurch auf einfache Weise ohne Beeinträchtigung der Zugänglichkeit der Hebebühne
erfolgen, wobei keinerlei von der Hebebühne mitgezogene Kabel notwendig sind. Um
eine zuverlässige Isolation zwischen den Stromschienen zu gewährleisten und die
Bildung von Kriechwegen, die durch die Bestrahlung oder Bedampfung begünstigt wird,
zu verhindern, können schließlich erfindungsgemäß die Stromschienen blank sein und
lediglich die von ihnen durchsetzten Bohrungen od. dgl. der Hebebühne je mit einer
Isolierbüchse versehen sein, wobei vorzugsweise die Abdeckwand der Gleitschienen
und der Antriebsspindel sich bis über den Bereich der Stromschienen erstreckt.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind der Beschreibung
eines Ausführungsbeispiels zu entnehmen, das in den Zeichnungen dargestellt ist.
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Fig. 1 zeigt einen Axialschnitt der erfindungsgemäßen Einrichtung
nach der Linie 1-1 in Fig. 2 und Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig.
1. Beim Ausführungsbeispiel besteht die Behandlungskammer 1 aus einem zylindrischen
Kühlmante12, der an seinen Stirnseiten durch zwei Ringe 3 und 4 abgeschlossen ist.
Zur Zu- und Ableitung des Kühlmittels, z. B. flüssiger Luft, dienen Rohrstutzen
5 und 6. Die Behandlungskammer 1 ruht auf einem Sockel?, der zugleich die aus zwei
Säulen 8 und 9 und zwei Gleitschienen 10 und 11, welche an ihrem oberen Ende gemeinsam
durch einen Ring 12 gehalten sind, gebildete Halteeinrichtung trägt, auf welcher
die Hebebühne 13 in vertikaler Richtung verschiebbar gelagert ist. Zum Verschieben
der Hebebühne 13 dient eine mit ihrem oberen Ende im Ring 12 gelagerte Antriebsspindel
14, die den Sockel ? durchsetzt und beispielsweise von einem nicht dargestellten
Elektromotor angetrieben wird.
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Die Hebebühne 13 besteht aus zwei im Abstand übereinander angeordneten
hufeisenförmigen Ringsegmenten 15 und 16, die an ihren offenen Enden durch je eine
Stütze 17 und 18 und auf der geschlossenen Seite durch eine weitere Stütze 19 miteinander
verbunden sind. Zwischen den Stützen 17 und 18 ist eine Schwenkbrücke 20 drehbar
gelagert, an welcher der Präparatetisch 21 lösbar und um eine senkrecht zu seiner
Ebene stehende Achse drehbar befestigt ist. Zur Befestigung des Präparatetisches
21 besitzt dieser einen geschlitzten federnden Fortsatz 22, der in eine in der Schwenkbrücke
20 drehbar gelagerte Hohlwelle 23 eingesteckt ist.
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Die Verdrehung des Präparatetisches 21 erfolgt mittels einer
z. B. durch einen nicht dargestellten Elektromotor angetriebenen Nutwelle 24, die
durch den Sockel ? hindurchgeführt ist, die Stütze 18 sowie die Ringsegmente 15
und 16 durchsetzt und an ihrem oberen Ende im Ring 12 drehbar gelagert ist. Die
Nutwelle 24 steht über ein Zahnradgetriebe mit einer weiteren, von der Stütze 18
zur Schwenkbrücke 20 führenden Welle 25 in Verbindung, die ein auf der Hohlwelle
23 sitzendes Schneckenrad 26 und damit die Hohlwelle 23 und den Präparatentisch
21 antreibt. Die Schwenkbrücke 20 kann durch eine die Stütze 17 durchsetzende NutwelIe
27 um eine horizontale Achse verschwenkt werden. Die auf der geschlossenen Seite
der Hebebühne 13 vorgesehene Stütze 19 ist von den Gleitschienen 10 und 11 und von
der Spindel 14 durchsetzt, mit welcher sie über ein Gewinde 28 im Eingriff steht,
so daß die Hebebühne 13 durch Verdrehen der Spindel 14 je nach der Drehrichtung
gehoben oder gesenkt werden kann.
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Durch wahlweise Betätigung der Spindel 14 und der beiden Nutwellen
24 und 27 kann somit der Präparatetisch 21 in jede beliebige Raumlage eingestellt
werden, so daß ein darauf befestigter, in der Zeichnung nicht dargestellter Gegenstand
von der Bestrahlungs- oder Bedampfungsquelle 29 aus den jeweiligen Erfordernissen
entsprechend von verschiedenen Seiten bestrahlt oder bedampft werden kann. Die jeweilige
Winkelstellung der Schwenkbrücke 20 ist an einer mit dieser fest verbundenen und
mit einer Grundeinstellung versehenen Scheibe 30 ablesbar. Es ist aber auch möglich,
den Präparatetisch 21 samt dem darauf befestigten Gegenstand während der Behandlung
dauernd in Bewegung zu halten, z. B. um die Achse der Schwenkbrücke 20 zu verschwenken;
die Antriebe können auch programmgesteuert sein und eine vorbestimmte Aufeinanderfolge
von Bewegungen des Präparatetisches hervorrufen.
Wie insbesondere
aus Fig.2 hervorgeht, ist die Hebebühne nach einer Seite zu offen ausgebildet; außerdem
ist die Behandlungskammer 1 im Bereich der offenen Seite der Hebebühne 13 mit einer
Öffnung 31 versehen, deren Abmessungen so gewählt sind, daß der Präparatetisch 21
ohne weiteres durch sie hindurchgeführt werden kann. Die Öffnung 31 ist im vorliegenden
Fall durch einen in den Kühlmantel 2 eingesetzten Rohrstutzen 32 gebildet. Dadurch
ergibt sich die Möglichkeit, den Präparatetisch 21 ohne Zerlegung der Einrichtung
aus der Behandlungskammer 1 herausnehmen und wieder einsetzen zu können.
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Zu diesem Zweck wird der Präparatetisch 21 durch entsprechende Betätigung
der Spindel 14 und der Nutwelle 27 in eine Lage gebracht, in welcher er in einer
zur Achse der Öffnung 31 senkrecht stehenden Ebene liegt. Er kann sodann mittels
eines Werkzeuges, das z. B. in eine im Präparatetisch 21 vorgesehene T-Nut 33 eingreift,
von der Schwenkbrücke 20 abgezogen und durch die Öffnung 31 hindurch herausgenommen
werden. Die T-Nut 33 kann gleichzeitig auch zur Befestigung des zu behandelnden
Gegenstandes auf dem Präparatetisch 21 dienen. Das Einbringen des Präparatetisches
21 in die Behandlungskammer 1 erfolgt wiederum durch die Öffnung 31 hindurch,
wobei sein geschlitzter Fortsatz 22 in die in der Schwenkbrücke 20 angeordnete Hohlwelle
23 eingesteckt wird.
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Sofern um die Behandlungskammer 1 herum noch eine weitere Kammer,
z. B. ein zur Erzeugung eines Vakuums dienender Rezipient, vorgesehen ist, kann
auch diese eine mit der Öffnung 31 fluchtende Öffnung aufweisen, durch welche der
Präparatetisch 21 hindurchgeführt werden kann.
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Die Gleitschienen 10 und 11 sowie die Spindel 14 sind, wie aus Fig.
2 hervorgeht, an der der offenen Seite der Hebebühne 13 diametral gegenüberliegenden
Seite eng benachbart angeordnet und durch eine zwischen ihnen und dea Schwenkbrücke
20 vorgesehene feststehende Abdeckwand 34, die z. B. aus Blech oder Kunststoff gebildet
sein kann, gegen die Bestrahlung oder Bedampfung abgeschirmt. Die Abdeckwand 34
ist am Sockel 7 einerseits und am Ring 12 andererseits befestigt und weist einen
kleinen Abstand von den Ringsegmenten 15 und 16 sowie von der diese verbindenden
Stütze 19 auf, so daß sie die Verschiebung der Hebebühne 13 nicht behindert.
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Zur Beheizung des Präparatetisches 21 kann eine in einer Ringnut 35
der Schwenkbrücke 20 angeordnete Heizeinrichtung vorgesehen sein. Die Stromzuführung
zu dieser Heizeinrichtung sowie die Zu- bzw. Ableitung von elektrischem Strom zu
bzw. von auf der Hebebühne noch angeordneten Hilfseinrichtungen, z. B. einem Temperaturfühler,
Einrichtungen zur Messung und Anzeige der jeweiligen Stellung des Präparatetisches
u. dgl., sind zu beiden Seiten der auf der geschlossenen Seite der Hebebühne 13
angeordneten Stütze 19 liegende Stromschienen 36 vorgesehen, die die
beiden Ringsegmente 15 und 16 der Hebebühne 13 durchsetzen und am Sockel 7 sowie
am Ring 12 isoliert befestigt sind.
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Die Stromschienen 36, von welchen in Fig. 1 nur eine ersichtlich ist,
sind vorteilhaft blank ausgeführt. Zur Isolierung gegen die Hebebühne 13 sind dabei
in den von den Stromschienen 36 durchsetzten Bohrungen der Ringsegmente 15 und 16
Isolierbüchsen 37 angeordnet, die bei Verschiebung der Hebebühne 13 auf den
Stromschienen gleiten. Um auch die blanken Stromschienen gegen eine Bestrahlung
oder Bedampfung zu schützen, reicht die Abdeckwand 34 der Gleitschienen
10 und 11 und der Spindel 14 zweckmäßig bis über den Bereich der Stromschienen
36 hinaus.