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Die Erfindung betrifft ein Korpuskularstrahlgerät mit einer einen
Vakuumraum sowie den Strahl beeinflussende Bestandteile des Gerätes umschließenden,
aus -mehreren aufeinandergesetzten Teilen bestehenden Säule sowie einer zum' Abheben
und anschließenden Ausschwenken einzelner Säulenteile dienenden Einrichtung, die
dine# parallel zur Säulenachse verlaufende, mit den zu bewegenden Säulenteilen verbundene
Gewindespindel, eine, diese umgreifende Gewindehülse sowie eine Drehsicherung enthält;
die Drehsicherung verhindert bis zum Erreichen eines vorgegebenen Hubes das Ausschwenken
der i3ewindespindel bei einer-über einen Antrieb erfolgenden Drehung der GeWindehülse
-(USA.-Patentschrift 2370373).
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Wenn sich auch die Einrichtung inerster Linie auf Elektronenmikroskope
bezieht, kann sie doch mit Vorteil auch bei anderen Korpuskularstrahlgeräten Anwendung
finden, die--eine aus. mehreren aufein-, andergesetzten Teilen bestehende Säule
aufweisen und bei denen die, Möglichkeit gegeben sein soll, durch Abheben einzelner
oder mehrerer Säulenteile den Innenraum des Gerätes beispielsweise für die Reinigung
von Teilen elektromagnetischer Linsen, Blenden od. dgl. oder aber für andere Zwecke
zugänglich zu machen.
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Es ist bekannt, bei Elektronenmikroskopen diese .Aufgabe durch eine
Einrichtung zu lösen, die im wesentlichen aus einer parallel zu der im allgemeinen
senkrecht verlaufenden Achse der Säule des Mikroskops angeordneten Gewindespindel
besteht, die während des ersten Teiles der Bewegung mittels einer Drehsicherung
in Dijürichtung festgehalten wird, so' daß sie sich beim Drehen einer sie umfassenden
Gewindchülse mittels. eines - Antriebes in- Achsrichtung, d. h. auf
und ab, bewegt und damit die -an -ihr über Arme befestigten Säulenteile von den
jeweils darunterliegenden Säulenteilen abhebt. Die, Dreh-' sicherung besteht bei
diesen bekannten Einrichtungen aus einer Kulisseaführung für die Gewindespindel,
wobei die Führung sich aus in Achsrichtung verlaufenden Ausnehmungen für die Hebbewegung.
unci anschließenden, in Umfangsrichtung verlaufenden Ausnehmungen für die auf die
Hebbewegung folgende Schwenkbewegung der Säulenteile zusammensetzt.
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Da hierbei die Kulissenführting ein erhebliches Dzehmoment, dessen
Größe durch die Größe der Reibkraft im Gewinde der Spindel bestimmt ist, aufbringen
muß, ist es in der Regel erforderlich, der Gewindespindel und der sie umgebenden
Kulisgenführung einen bestimmten Durchmesser zu geben. Dies kann zu Platzschwierigkeiten
führen, wenn es, auch bekannt ist, diese Einrichtung zur Bewegung einzelner Säulenteile,
bereits zur Aufnahme, der Vakuumleitungen und -anschlüsse für den Vakuumraum des
Elektronenmikroskops zu verwenden. '
Weiterhin ist es erforderlich, dafür
zu sorgen, daß die Säulenteile zum erneuten Zusaminenbau des Mikroskops wieder genau
iii ihre Ausgangsstellung, d. h. mit den darunter und eventuell darüber befindlichen
Säulenteilen genau fluchtend, geschwenkt werden. Bei den bekannten Einrichtungen
dieser Art erfolgte die Schwenkung durch Ausnutzung der Reibkraft zwischen der Gewindespindel
und der Gewindehülse, und es ist einzusehen, daß hierbei in Abhängigkeit von den
Schinierungsverhältnissen ünd äußeren Erschütterungen des Gerätes Unsicherheiten
auftreten können. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Ausschwenkbewegung
auf vorgebbare Weise mit der Hübbewegung zu koppeln.
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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Einrichtung
ferner eine um eine zur Gewindespindel parallele Achse mittels des Antriebs schwenkbare
Kurvenscheibe enthält, der nach erfolgtem Ausschwenken der -Säulenteile ein Nocken
an der Gewindespindel gegenübersteht, und daß die Kurvenscheibe einen solchen Verlauf
besitzt, daß sie bei, der Betätigung des Antriebs zwecks, Zurückschwenkens der Säulenteile
gegen den Nocken im die Säulertteile zurückschwenkenden Sinne drückt.
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Bei dem Gerät erfolgt also die Rückschwenkung der ausgeschwenkten
Säulenteile# zumindest nicht ausschließlich durch die mehrfach genannten Reibungskräfte,
sondern mit dem Antrieb ist ein zusätzliches Teil in Gestalt einer entsprechend
ausgebildeten Kurvenscheibe vorhanden, das auf einen Nocken an der Gewindespindel
ein von Reibungskräften völlig unabhängiges Drehmoment überträgt.
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Eine Behinderung der Ausschwenkbewegung, -die nach wie vor unter alleiniger
Ausnutzung der Reibungskräfte erfolgen kann, tritt deshalb nicht ein, weil infolge
der, Verbindung der Kurvenscheibe mit dem auch für die Durchführung der Bewegungen
der Gewindespindel dienenden Antrieb die Kurvenscheibe dann außer Eingriff mit dem
Nocken gebracht ist. Es ist aber auch möglich, daß der Nocken sich schon bei der
Ausschwenkbewegung an die Kurvenscheibe anlegt wodurch die Ausschwenkbewegung besonders
gleichmäßig_wird.
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Es sei aber bemerkt, daß man lin Prinzip eine weitere Kurvenscheibe
vorsehen kann, die so angeordnet und ausgebildet ist und wiederum von demselben-
Antrieb betätigt werden kann, daß sie. die Aussdhwenkbewegung durch Druck auf einen
Nocken unterstützt. Die dann vorhandenen zwei Kurvenscheiben können durell
eine einzige Kulissenscheibe gebildet werden.
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Die, Kurvensdheibe steht zweckmäßigerweise über ein übersetzungsgetriebe
mit dem genannten Antrieb in Verbindung, das eine Anpassung zwischen dem jeweils
eingestellten größtmöglichen Schwenkwinkel der Säulenteile einerseits und der Bewegung
der Kurv'enscheibe andererseits ermöglicht. Bei jedem Schwenkwinkel muß nämlich
dafür gesorgt werden, daß die Kurvenscheibe, während eines Schwenkzyklus dieselbe,
Bewegung ausfährt, da sie unabhängig von der Größe des Schwenkwinkels der Säulentelle
bei Beginn und Ende jeder Schwenkbewegung stets dieselbe Stellung relativ zu dem
Nocken einnehmen muß.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung trägt die- mit dem
Antrieb in Verbindung stehende Gewindehülse einen Zahnkranz, der mit dem Eingangszahnrad
des übersetzungsgetriebes im, Eingriff steht. Damit ist sichergestellt, daß die
Bewegung der Kurvenscheibe in fester Abhängigkeit von der Bewegung der Gewindehülse"steht.
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Für die Ausbildung der Kurvenscheibe, gibt es mehrere Möglichkeiten.
Sie kann eine zentrisch an der zur Gewindespindel parallelen und mit dem Übersetzungsgetriebe
in Verbindung stehende Achse drehfest gelagerte Kreisscheibe mit einem vorstehenden
Bereich sein, derdie eigentliche, mit dem Nocken in Eingriff kommende Kurve
bildet. Es ist aber auch möglich, der Kurvenscheibe die Gestalt einer halben I
K.reisscheibe
zu geben und sie exzentrisch im Bereich ihrer einen Ecke an der genannten Achse
drehfest zu lagern. In diesem Fall ist es zweckmäßig, zumindest die andere Ecke,
der Kurvenscheibe abzurunden, da sie die eigentliche wirksame Kurve bildet. Auch
eine, exzentrisch gelagerte Kreisscheibe kann verwendet werden.
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Die Kurvenscheibe wird man die Säulenteile bis zum Wirksamwerden eines
Anschlags zurückschwenken lassen, der so angeordnet ist, daß er genau in dem Moment
wirksam wird, in dem die Säulenteile wieder in ihre Montierstellung zurückgeschwenkt
sind. Dieser Anschlag kann als selbständiges Teil ausgebildet sein; wie noch
gezeigt wird, ist es aber möglich, ohnehin vorhandene Einrichtungen zu diesem Zweck
mit auszunutzen.
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Eingangs war bereits gesagt, daß eine Drehsicherung vorhanden sein
muß, die ein durch die Reibungskräfte verursachtes Drehen der Gewindespindel und
damit das Schwenken der Säulenteile verhindert, solange die Hebbewegung nicht abgeschlossen
ist. Diese Drehsicherung wird bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
durch einen Stift und eine diesen nur während der Schwenkbewegungen freigebende
Führungshülse gebildet. Sobald also infolge der Wirkung der Hebebewegung der Stift
aus dem Bereich der Führungshülse herausgleitet, bewirkt die Reibungskraft die Schwenkung
der Säulenteile. Der Stift oder die Führungshülse ist zweckmäßigerweise an der Gewindespindel
und entsprechend die Führungshülse oder der Stift an einem ortsfesten Teil befestigt.
Im Prinzip ist es auch möglich, als Drehsicherung direkt an der Mikroskopsäule eine
Schwenksicherung vorzusehen.
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Diese Drehsicherung kann nun'zur Gewinnung des erwähnten Anschlages
zur Begrenzung der Rückschwenkung herangezogen werden, nämlich in der Weise, daß
Stift und Führungshülse dadurch zugleich als Anschlag dienen, daß die Führungshülse
eine örtliche Verlängerung besitzt. Unter einer solchen örtlichen Verlängerung soll
eine bestimmte, konstruktive Ausbildung der Führungshülse im Bereich desjenigen
ihrer beiden Enden verstanden werden, durch das der Stift nach erfolgter Hebbewegung
aus- der Führungshülse austritt. Diese konstruktive Ausbildung sieht eine, seitliche
Ausnehmung vor, durch die der Stift bei der Ausschwenkbewegung die Führungshülse
verläßt, während der Stift am Ende der, Rückschwenkbewegung durch das stehengebliebene
Material, das als Anschlag wirkt, gehalten wird bzw. die Führungshülse anhält. Dieses
stehengebliebene Material wurde oben als örtliche Verlängerung bezeichnet.
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In den Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Dabei stellt F i g. 1 einen senkrechten Schnitt durch die Einrichtung zum
Abheben und Ausschwenken einzelner Säulenteile eines Elektronenn-iikroskops dar,
während F i g. 2 perspektivisch die gesamte Einrichtung in ihren wesentlichen
Teilen erkennen läßt und F i g. 3 schließlich eine andere Form der Kurvenscheibe
wiedergibt.
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Wie F i g. 1 zeigt, ist die im wesentlichen die Gewindespindel
1, das Hülsenteil 2 und die auf diesem mittels des Kugellagers
3 drehbar gelagerte Gewindebuchse 4 aufweisende Einrichtung zugleich dazu
bestimmt, die Verbindung des nicht gezeichneten, in F i g. 1 rechts von den
genannten Teilen befindlichen Mikroskops mit der Vakuumleitung, die -an
- den Anschluß 5 angeschlossen wird, herzustellen. Demgemäß sind verschiedene
Vakuumanschlüsse 6, 7
und 8 dargestellt, wobei die Zahl dieser Anschlüsse
ohne jede Bedeutung für die Erfindung ist.
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Wie ersichtlich, ist die Gewindespindel 1 mit dem Gewinde
9 versehen und über dieses in der Gewindez buchse 4 gehalten, die in diesem
Fall mittels einer Kurbel 10, die in dem Lagerbock 11 gehalten ist,
über das Ritzel 12 und das Tellerrad 13 um die Achse dieser Anordnung gedreht
worden kann. Mit 14 ist eine Führung der Gewindespindel 1 innerhalb der Hülse
2 bezeichnet. -
- Bei 15 ist das mit der Einrichtung zu bewegende
Teil der Mikroskopsäule gezeichnet. Grundsätzlich können auch mehrere derartiger
Teile gleichzeitig bewegt werden, wenn sie miteinander verbunden sind. Da die aufeinanderliegenden
Flächen benachbarter Säulenteile im Hinblick auf die Erzielung einer guten Vakuumdichtung
in bestimmter Weise geformt sind, ist es erforderlich, das Säulenteil
15 zunächst ein Stück in Richtung der Achse des Mikroskops emporzuheben.
Dies wird durch Drehen der Kurbel 10
erreicht, wobei die Drehbewegung des
Ritzels 12 und der Gewindebuchse 4 dadurch in eine Verschiebebewegung der Gewindespindel
1 umgesetzt wird, daß an dem Lagertisch 16, der starr mit der Hülse
2 verbunden ist, der nach oben in die Führungshülse 17
hineinragende Stift
18 befestigt ist, so daß eine Verdrehung der Gewindespindel 1 durch
die Reibungskräfte im Gewinde 9 erst dann erfolgen kann, wenn durch
hinlängliches Anheben der Gewindespindel 1
der Stift 18 nicht mehr
in der Führungshülse 17 verläuft. Dies läßt sich deutlicher in F i
g. 2 erkennen, in der auch die beschriebene K urvenscheibe mit,dem ihr zugeordneten
übersetzungsgetriebe, wiedergegeben ist. Man erkennt, daß an der Gewindebuchse 4
(vgl. F i g. 1) nicht nur das zu ihrem Antrieb dienende Tellerrad
13, sondern auch der Zahnkranz 19 vor-7 gesehen ist, der bei einer
Drehung. der Gewindebuchse 4 die das Übersetzungsgetriebe bildenden Zahnräder 20,
21 und 22, von denen das letztgenannte fest auf der Achse 23 für die Kurvenscheibe
24 sitzt, in Rotation versetzt. Dieses übersetzungs-' getriebe ist auf dem Lagertisch
16 gehalten.
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Der Abstand der Kurvenscheibe24, die hier etwa die Form einer halben
Kreisscheibe mit abgerundeten Ecken und mit exzentrischer Halterung an der Achse
23 aufweist, von der Gewindespindel 1 ist so groß bemessen, daß die
Kurvenscheibe 24 volle Drehungen ausführen kann. Nimmt man einmal an, daß die Demontage
der Säule beginnen soll, so sind in der in F i g. 2 dargestellten Ausgangslage.
die Kurvenscheibe 24 und der Nocken 25, der fest an der Gewindespindel
1 angeordnet ist, nicht im Eingriff mit# einander. Der Nocken 25 ist
zur Verringerung der Reibung beim späteren Gleiten an der Kurvenscheibe 24 mit einem
Kugellager ausgerüstet. Er wird an der Gewindespindel 1 mittels der an der
Spindel festgeklemmten Tragplatte 26 gehalten.
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Durch Rechtsdrehen der Kurbel 10 soll nunmehr die. Hebbewegung
des in F i g. 1 mit 15 bezeichneten Säulenteiles durchgeführt werden.
Dann wird auch die Gewindebuchse 4 über die Verzahnung 12, 13 im Gegenuhrzeigersinn
gedreht, d. h. um ein Heben der Spindel 1 zu erzwingen, muß die Spindel
ein Linksgewinde haben. über das übersetzungsgetriebe 20, 21 und 22 wird die Kurvenscheibe
24 im Sinne des
Pfeiles -in F i g. 2 gedreht ' Das
übeiseizungsgetriebe ist iin Hinblick- auf die Kurvenforin so ausgelegt,
daß die abgerundete Ecke 21 und daher auch die iiachfolgende Partie der Kurvenscheibe.
auch dann noch nicht in Eingriff mit dem Nocken25 kommt, Wenn dieser nach Beendigung
der Hebbewegung sich in Höhe der Kurvenscheibe 24 befuidet.-Die Kurvenscheibe 24
befindet sich dann mit ihrer Ecke 27 in P i g. 2 vor ihrer Achse
23 und läuft unter der Wirkung des übersetzungsgetriebes 20,- 21, 22 vor
dein Nocken 25 her, der nach Beendigung semier Hebbeweguha, zusammen mit
der Gewindespindel entgegen dem Uhrzeigersinn geschwenkt wird.
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Am Ende dieser Ausschwenkbewegung weist die Kurvenscheibe 24
etwa nach redlits, wie in P i g. 2 Gestrichelt angedeutet. Infolge der- Formgebung
der C C
Kurvenscheibe st#Iit ihr jetzt der Nocken 25 direkt
gegenüber, so -daß nun bei Einleitung der Rückschwänkung durch Drehen der Kurbel
10 in Gegenuhrzeige,i-richtüng die Kurvenschelbe, mit ihrem in der gestrichelten
Lage vorn liegenden Bereidh_ gegen den Nocken 25 drückt, und damit die- durch
die Reibung- im GeWinde.9 bewirkte Rückschwenkung untörstützt.# Diese Rückschwenküng
Wird bee-iidet durch das Zu-sammenspiel des Stiftes 18 mit der Führungshülse17;
Wie ersichtlich,-besitzt die Führungshülse 17 an ihrem in F i g. 2
unteren Ende die Ausnehmung 27, durch die der Stift 18, nach Beendigaffg
der Hebbewegung und bei Beginn der Schwenkbewegung die Hülse 17 freigibt.
Das stehengebliebene Material wirkt zusammen mit dem Stift 18 als
die Rückschwenkung begrenzender 'Aiischlag, der so gelegt istj daß sich hunmähr
das Herabsenken des Säulenteiles 15,auf das daraiitet#befindliche Säulenteil anschließen
kann. Diese Bewegung erfolgt ebenfalls durch Drehen der Kurbel 10 dritgegen
dem, Uhrzeigersinn, und da die Kurvenscheibe 24 mit diesem Antrieb weiter verbunden
bleibt, wird sie in ihrd in F i g. 2 dargestellte Ausgangslage weitergesch::wetikt.
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Wie bereits bemerkt, kann die Kurvens-cheibe auch in anderer Weise
geformt sein. F i g. 3 zeigt ebenfalls als Ausführungsbeispiel eine Kurvenscheibg,
die im wesentlichen als Kreisgcheibe mit einem Nockeiibereich (Spiralkeil) ausgebildet
ist, der den wirksamen Kurvenbereich darstellt.
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Die Kurvenscheibe kann, wie bereits ausgeführt, auch als Kulissenscheibe
ausgebildet sein, der Nocken wird dann bei der Hebbewegung in die-Kulisse hineinbewegt.
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Eine entsprechende Anordnung kann dazu verwendet werden, auch beim
Ausschwenkvorgang die durch die Reibungskraft verursachte Schwenkbewegang zu unterstützen.
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Verständlicherweise können konstrukt ive Einzel-' heiten abgewandelt -werden.
Beispielsweise braucht das R.itzel 12 sich nicht von unten her an -den Zahnkranz
13 anzulegen, sondern die Zähne des Kranzes können auch von oben her frei
zugänglich angeordnet werden, wodurch sich die Drehrichtung der Gewindebuchse 4
bezüglich der Drehrichtung des Antriebes 10
umkehrt. Man kann dies dadurch
aufheben, daß man dem Gewinde 9 eine andere Steigung gibt oder die Drehrichtung
der Kurbel 10 ändert. -