DE1804196C - Kippatrone fur Präparate in Korpuskularstrahlgeraten, insbe sondere Elektronenmikroskopen - Google Patents

Description

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ten kontinuierlichen Einstellung des Kippwinkels des enge Linsenbohrungen eingeführt werden kann, wie Präparates bemerkbar. In diesem Zusammenhang ist dies insbesondere für Hochauflösungsuntersuchungen auch zu berücksichtigen, daß die Reibung zwischen erforderlich ist.

den beiden die Führungsflächen der genannten kugel- Es sei an dieser Stelle jedoch eingefügt, daß die Er-

förmigcn Halterung bildenden Teilen einerseits und 5 findung auch bei anderen Korpuskularstrahlgeräten der Kugelfläche am Ende des Hebelteils andererseits mit Vorteil Anwendung finden kann, also beispielsauf einen definierten Wert einstellbar sein muß, der weise auch bei Ionenmikroskopen und Beugungsgeräsich noch dazu über den ganzen Schwenkbereich ten sowie bei solchen Einrichtungen, bei denen das nicht ändern darf, damit die Kippbewegung des Prä- Präparat unter einem bestimmten Winkel gegen den parates einwandfrei durchführbar ist io Korpuskularstrahl liegend einer Bearbeitung unterzo-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausge- gen wird. Die Erfindung ist also immer dann einsetzhend von einer Kipp&irone der eingangs genannten bar, wenn ein Präparat um definierte Winkel gegen Art unter Wahrung ihrer günstigen Eigenschaften eine Strahlachse neigbar mittels einer schleusbaren eine Kippatrone zu schaffen, die herstellungstech- Patrone im Vakuumraum angeordnet werden muß. nisch einfacher zu beherrschen ist. In der Erkenntnis, 15 Zur Definition einer bestimmten Ruhelage des daß gerade die Kugellagerung für das rohrförmige rohriörmigen Kippteils und damit eines bestimmten Hebtl.il bei ihrer Herstellung eine besonders hohe Ausgangs-Neigungswinkels des Präparates kann es Ρπύι-- > π verlangt, wird diese Aufgabe erfindungsge- zweckmäßig sein, die Druckfed»' sich am Patronenmäß c ulurch gelöst, daß die FühruKgsfläche und die körper auf eine gegen dessen Aohse geneigte Fläche Kugel, ne der zweiten Halterung den luigelmittel- ao abstützen zu lassen. In diesem Falle übt die Druckfepunkt ■ icht umschließen, daß die zweite Halterung der auch eine bestimmte Federkraft auf das rohrförzwischt η dem Kippteil und den Angriffsstellen der mige Hcbelteil in einer Richtung senkrecht «^ur Achse Stöße! im Hebelteil angeordnet ist und daß eine am aus, die sich den von den Rückstellfedern der Stößel Hebelteil und am Pa'ronenkörper angreifende Feder »uf das Hebelteil in dieser Richtung ausgeübten Kräfdie Ku.zelzone und die Führungsfläche der zweiten 25 ten überlagern kann. Halter: ng gegeneinanderdrückt. Bei der bevorzugten Ausiührungsform der Erfin-

Wäh-end also bei der bekannten Kippatrone die dung trägt das dem Kippteil zugekehrte Ende des Paschwenkbare Halterung des rohrförmigen Kippteils tronenkörpers die Führungsfläche der zweiten Haltean einem Ende desselben vorgesehen und nach Art rung; am Patronenkörper ist femer ein Fortsatz zur eines Kugelgelenkes ausgeführt ist, bei dem die äu- ?o Halterung des Kippteils, der das Hebelteil zwischen ßere sphärische Führungsfläche die innere Kugel der Kugelzone und seinem genannten Ende umgibt, formschlüssig umfaßt, dient nach der Erfindung die lösbar befestigt. Dieser Aufbau der äußeren Patro-Führjngsfläche lediglich als Anschlag einer durch nenwandung aus dem eigentlichen konischen Patroeine Zug- oder Druckfeder aufrechterhaltenen kraft- nenkörper und einem Fortsatz, der sich an dessen unschlüssigen Gelenkverbindung. Die Herstellung der 35 teren Ende (in Strahlrichtung gesehen) anschließt, erfindungsgemäßen Kippatrone kann dadurch weiter bietet herstellungstechnische Vorteile. Es ist relativ vereinfacht werden, daß die mit der Kugelzone des einfach, das freiliegende untere Ende des Patronen-Hebelteils zusammenwirkenden Führungsfläche des körpers als Führungsfläche fein zu bearbeiten. Ferner Patronenkörpers nicht ebenfalls ballig, sondern als kann dann das rohrförmige Hebelteil mit seiner Ku-Teil der Oberfläche eines Kegels ausgebildet ist. In 40 gelzone von unten her bis zum Anschlag an der Fühjedem Falle sorgt die Feder für einen spielfreien Kon- rungsfläche des Patronenkörpers eingeführt werden, takt zwischen der Kugelzone und der Führungsfläche, Um die Angriffsstelle für die Druckfeder am oberen wobei üer Auflagedruck und infolgedessen auch die Ende des rohrförmigen Hebelteils durch einen Reibung über den gesamten Schwenkbereich kon- Flansch od. dgl. definieren und gleichzeitig die Monstant sind. 45 tage einfach durchführen zu können, kann es zweck-

Bei der bekannten Kippatrone ist das Hebelteil mäßig sein, das rohrförmige Hebelteil aus zwei oder bezüglich der Einwirkung der Stößel als einarmiger auch mehr Einzelteilen, beispielsweise durch VerHebel ausgebildet. Dagegen wirkt das Hebelteil bei schrauben, zusammenzusetzen. Das Kippteil, das zur der Erfindung als zv/eiarmiger Hebel; dadurch wird Aufnahme des Präparates ausgebildet ist, kann in eine erwünschte Feinfühligkeit der Einstellung er- 50 öten Fortsatz in der Weise kippbar gelagert sein, daß reicht, da die Stößelbewepungen nur relativ kleine der Fortsatz einen kugelförmigen Oberflächenbereich Änderungen des Kippwinkels des Präparates verursa- des Kippteils federnd umgreift. Die Federeigenschaft chen. Außerdem ermöglicht es diese Ausbildung des kann durch Längsschlitze erzeugt werden. Im Bereich Hebelteils, daß die Stößel in demjenigen Bereich des der Längsschlitze kann der Fortsatz auf seiner Man-Patronenkörpers gelagert sind, mit dem die Patrone 55 telfläche e^:nen konischen Bereich sowie ferner ein in üblicher Weise in einem Präparatverstelltisch gehal- Gewinde für einen Überwurf tragen, der mit dem koten ist; die auf die Stößel wirkenden Antriebsmittel nischen Bereich zur Einstellung der Federkraft und können daher in bekannter Weise in dem Tisch gela- damit der Reibung an dieser Halterung zusammengert werden. wirkende Druckflächen besitzt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfin- 60 Es ist aber auch möglich, das Kippteil in dem Fortdung ist die Feder eine Druckfeder, die im Bereich satz mittels einer an sich bekannten kardanischen des dem Kippteil abgekehrten Endes des Hebelteils Aufhängung zu halten, die aus zwei Ringen besteht, an diesem angreift, Hierbei ist die Druckfeder, in von denen der äußere über zwei einander diametral Strahlrichtung gesehen, im oberen Bereich des Patro- gegenüberliegende Drehzapfen in dem Fortsatz und nenkörpers, der in der Betriebsstellung außerhalb der 65 der innere über zwei um 90° gegen die erstgenannten Objektivlinse eines Elektronenmikroskops liegt, an- Zapfen versetzt angeordnete Drehzapfen in dem äugeordnet; das bietet den Vorteil, daß die Patrone mit ßeren Ring schwenkbar gelagert ist. ihrem das Präparat haltenden Teil auch in relativ Die Figur zeigt ein Ausfühfungsbeispicl der Kippa-

trone in einem senkrechten Schnitt. Man erkennt, daß die Patronenwandung im wesentlichen aus dem Patronenkörper 1 und dem mit diesem bei 2 verschraubten Fortsatz 3 besteht, wobei der Fortsatz 3, der das Kippteil 4 als Aufnahme für das nicht dargestellte Präparat hält, in die Bohrung der Objektivlinse hineinragt, von der lediglich der obere Polschuh 5 angedeutet ist. Es handelt sich im Beispiel um die Objektivlinse eines Elektronenmikroskops üblicher Bauart vom elektromagnetischen Typ.

Das Präparat ist mittels eines üblichen Präparatträgers, beispielsweise einer Präparatblende, in die Ausnehmung 4 α des Kippteils 4 so eingesetzt, daß der zu untersuchende Präparatbereich von der Kippachse 6 (senkrecht zur Zeichenebene) und der Achse 7 des Patronenkörpers 1, die in der Betriebsstellung mit der Achse des Elektronenstrahls übereinstimmt, durchsetzt ist. Wichtig für die beispielsweise zur Herstellung von Stereoaufnahmen erforderliche Kippung des Präparates ist nämlich, daß die Kippachse den interessierenden Präparatbereich durchsetzt und demgemäß bei der Kippbewegung keine Querverschiebung des Präparates auftritt.

Der Patronenkörper 1 wird an seinem oberen Ende durch das Gewindeteil 8 abgeschlossen, das zum Angriff einer Schleuseinrichtung bekannter Bauart dient und mittels des Ringes 9 am Patronenkörper 1 festgeschraubt ist.

Zur Durchführung der Präparatkippung enthält die Kippatronc aüScr dem Kipptei! 4 das rohrförmig? Hebf.lteil 10, das in diesem Ausführungsbeispiel mit seinem in Strahlrichtung unteren Ende den eine kugelförmige Oberfläche aufweisenden Ansatz 11 an dem Kippteil 4 umgreift. Wie ersichtlich, bewegt sich bei einer Schwenkung des Hebelteils 10 um seine Schwenkachse 12 (senkrecht zur Zeichenebene verlaufend) der Ansatz 11 innerhalb der Ausnehmung am unteren Ende des Hcbelteils 10 unter der Wirkung der allgemein mit 13 bezeichneten Kugellagerung für das Kippteil 4 um die Kippachse 6.

Die Schwenkung des Hebellcils 10 wird durch Betatigen des Stößels 14 gegen die Wirkung der Gegenfeder 15, die ebenfalls über einen Stößel auf den balligen Bereich 10 λ des Hebelteils 10 wirkt, hervorgerufen. Dabei dienen die Elemente 14 und 15 zur Schwenkung des rohrförmigen Hcbelteils 10 in der Zeichenebene und damit zur Schwenkung des Präparates um die gezeichnete, senkrecht zur Zeichenebene stehende Kippachsc 6. Wünscht man eine Präparatkippung auch in der dazu senkrechten oder in einer anderen Richtung, so sieht man um 90° versetzt gegen die gezeichneten Elemente 14 und 15 einen weiteren Stößel sowie eine weitere Gegenfeder nebst Stößel vor; durch unterschiedliche Betätigung der beiden Stößel kann man dann auch Präparatkippungen in beliebiger azimutaler Richtung durchführen.

Die schwenkbare Lagerung des rohrförmigen Hebeltcils 10 wird durch die ringartige Erweiterung 16 mit einer als Kugclzone 17 ausgebildeten Auflagefläche, die sich gegen die Führungsfläche 18 der festen Auflage 19 am Patronenkörper 1 unter der Wirkung der Druckfeder 20 legt, hergestellt. Die Druckfeder 20 ist zwischen die gegen die Achse 7 geneigte Anschlagfläche 21 am Patroncnkörperl einerseits und dem Flansch 22 an dem Teil 23 andererseits verspannt, das einen Bestandteil des rohrförmigen Hcbelteils 10 bildet. Diese Unterteilung des Hebeltcils 10 bietet zusammen mit der Unterteilung der Wandung der Patrone in die Elemente 1 und 3 den Vorteil, daß zur Montage der Kippatrone das eigentliche Hebclteil 10 mit der ringartigen Erweiterung 16 in der Zeichnung von rechts her eingeführt werden kann und dann von links her die Feder 20 und das Teil 22 montiert werden können.

Die Kugelzonc 17 ist Bestandteil einer Kugel, dc-

J5 rcn Mittelpunkt identisch mit dem Schnittpunkt der Schwenkachse 12 und der Achse 7 des Patronenkörpers ist. Die Führungsfläche 18 ist konisch ausgebildet; sie tangiert die Kugelzonc 17. Dadurch ist sichergestellt, daß bei Betätigung eines Stößels, z. B. 14, du* Hebeltcil 10 stets um die Schwenkachse 12 und damit das Kippteil 4 um die Kippachsc 6 geschwenkt wird.

Wie bereits erwähnt, ist das Kippteil 4 mittels einer Kugcllagcrung 13 gehalten. Zu diesem Zweck um· greift das in der Figur rechte Ende des Fortsatzes 3 den kugelartig ausgebildeten Bereich des Kipptcils 4 federnd. Diese Fcderwirkung ist durch zumindest einen längsvcrlaufendcn Schlitz 24 in dem Fortsatz 3 erzeugt. Zur Einstellung der Federkraft trägt der Fortsatz 3 im Bereich der Schlitze 24 einen konischen Bereich 25 sowie das Gewinde 26, das zur Halterung und Axialverstcllung des Überwurfs 27 dient. Dieser Überwurf besitzt Druckflächen 28, n·'* denen er auf dem konischen Bereich 25 aufliegt uiid demgemäß

den Druck auf den Lagerbereich des Kippteils 4 entsprechend seiner jeweiligen axialen Stellung hervorruft.

Verständlicherweise kann an Stelle de:. Kugelte lcnkes 13 auch eine andere schwenkbare Lagerung

für das Kippteil 4 vorgesehen.werden, beispielsweise nach Art einer kardanischen Aufhängung.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 U 2

PatentansnriirhP- ⁹· Kippatrone nach Anspruch 8, dadurch ge-

Patentanspruche. kennzeichnet, daß der Fortsatz (3) auf seiner

1. Kippatrone für Präparate in Korpuskular- Mantelfläche im Bereich der Längsschlitze (24)

Strahlgeräten, insbesondere Elektronenmikrosko- einen konischen Bereich (25) sowie ein Gewinde

pen, mit einem außen konischen rotationssym/ne- S (26) für einen Überwurf (27) trägt, der mit dem

frischen Patronenkörper, an dessen einem Ende konischen Bereich (25) zur Einstellung der Feder

ein den Präparatträger aufnehmendes Kippteil in kraft zusammenwirkende Druckflächen (28) be-

einer ersten, im Patronenkorper fixierten Halte- sitzt

rung angeordnet ist, die seine Kippung um eine 10. Ki^atrone nach Anspruch 6, dadurch gedie Achse des Patronenkörpers senkrecht durch- io kennzeichnet, daß das Kippteil (4) in dem Fortsetzende Kippachse gestattet, innerhalb desselben satz (3) mittels einer kardanischen Aufhängung ein rohrförmiges Hebelteil angeordnet ist, das mit gehalten ist. seinem einen Ende ein aus der ersten Halterung
hervorstehendes Ende des Kippteils gleitend umfaßt und das an einer von diesem einen Ende ent- 15

fernten Stelle in einer zweiten im Patronenkorper
fixierten Halterung schwenkbar gelagert ist,
welche aui einer an der Innenfläche des Patronenkörpers ausgebildeten und zu dessen Achse Die Erfindung bezieht sich auf eine Kippatrone füi symmetrischen Führungsfläche und einer an der ao Präparate in Korpuskularstrahlgeräten, insbesondere Außenfläche des Hebelteils ausgebildeten, an der Elektiv ,enmikroskopen, mit einem außen konischen Führungsfläche gleitenden ringförmigen Kugel- rotationssymmetrischen Patronenkörper, an dessen zone besteht, deren Mittelpunkt in der Achse des einem Ende ein den Präf iratträger aufnehmendes Patronenkörpers liegt, und der senkrecht zu sei- Kippteil in einer e.sten, im Patronenkorper fixierten ner Achse von am Hebelteil angreifenden Stößeln 35 Halterung angeordnet ist, die seine Kippung um eine durchsetzt ist, welche auf das Hebelteil einwirken die Achse des Patronenkörpers senkrecht d'irchset- und dessen Schwenkung bewirken, dadurch zende Kippachse gestattet, innerhalb desselben c<n gekennzeichnet, daß die Führungsfläche rohrförmige« Hebelteil angeordnet ist, das mit seinem (18) und die Kugelzone (17) der zweiten Halte- einen Ende :in aus der ersten Halterung hervorsterung (16, 17, 18, 19) den Kugelmittelpunkt nicht 30 hendes Ende des Kippteils gleitend umfaßt und das umschließen, daß die zwr ite Halterung zwischen an einer von diesem einen Ende entfernten Stelle in dem Kippteil (4) und den Angnffsstellen der Stö- einer zweiten im Patronenkorper fixierten Halterung ßel (14) am Hebelteil (10) angeordnet ist und daß schwenkbar gelagert ist, welche aus einer an der Ineine am Hebelteil und am Patronenkorper (1) an- nenfläche des Patronenkörpers ausgebildeten und zu greifende Feder (20) die Kugelzone (17) und die 35 dessen Achse symmetrischen Führungsfläche und Führungsfläche (18) der zweiten Halterung ge- einer an der Außenfläche des Het>Jteils ausgebildegeneinanderdrückt. _{ten) an der} Führungsfläche gleitenden ringförmigen

2. Kippatrone nach Anspruch 1, dadurch ge- Kugelzone liegt, und der senkrecht zu seiner Achse kennzeichnet, daß die Führungsfläche (18) de, von am Hebelteil angreifenden Stößeln durchsetzt ist, zweiten Halterung als Teil der Oberfläche eines 40 welche auf das Hebelteil einwirken und dessen Kegels ausgebildet ist. Schwenkung bewirken. Eine Kippatrone dieser Art

3. Kippatrone nach Anspruch 1 oder 2, da- ist in der USA.-Patentschrift 3 179 799 beschrieben, durch gekennzeichnet, daß die Feder eine Druck- Das rohrförmige Hebelteil ist bei der bekannten An- }V\u ,'u^{SU im Bereiche des dem} Kippteil Ordnung an seinem dem Kippteil abgekehrten Ende (4) abgekehrten Endes des Hebelteils (10) an die- 45 nach Art eines Kugelgelenkes gelagert, wozu das Hesera angreift. _ie]teij _{dort etwa} kugelförmig ausgebildet und zwi-

4. Kippatrone nach Anspruch 3, dadurch ge sehen zwei das Gegenlager bildenden Teilen des Pakennzeichnet, daß die Druckfeder (20) sich am tronenkörpers eingespannt ist, deren Führungsflä-Patronenkörper (1) auf eine gegen dessen Achse chen ebenfalls Teile einer Kugelfläche bilden. Das (7) geneigte Flache (21) abstützt. ₅o Hebelteil wird dabei um eine durch den Mittelpunkt

5. Kippatrone nach Anspruch 3 oder 4, da- dieses Kugellagers gehende Schwenkachse gedurch gekennzeichnet, daß die Kugelzone (17) schwenkt

zwischen der Angriffsstelle der Druckfeder (20) Diese bekannte Kippatrone bietet die Möglichkeit,

und dem einen Ende des Hebelteils (10) liegt. ein Präparat nicht nur in einer Ebene, sondern bei

o. Kippatrone nach Anspruchs, dadurch ge- 55 Verwendung von zwei Betätigungsstößeln, die au;

kennzeichnet, daß das dem Kippteil (4) züge- dem rohrförmigen Hebelteil aufliegen und um 90°

kenrte fande des Patronenkörpers (1) die Füh- gegeneinander versetzt angeordnet sind, auch in be-

ningsflache (18) tragt und an ihm ein Fortsatz (3) liebiger azimutaler Richtung um relativ große Winkel

zur Halterung des Klippteils (4), der das Hebelteil ge^en die Strahlachse zu kippen. Da das rohrförmige

(10) zwischen der Kngelzone (17) und seinem ge- 60 Hebelteil in Verbindung mit dem Kippteil, das den

nannten Ende umgib«, lösbar befestigt ist. Präparatträger aufnimmt, die Schwenkbewegung des

7. Kippatrone nach Anspruch 6, dadurch ge- Hebelteils in eine vergrößerte Kippbewegung des

kennzeichnet, daß der Fortsatz (3) einen kugel- Kippteils um die Kippachse übersetzt, erfordert die

formigen Teil (11) des Kippteils (4) federnd um- Herstellung der kugelgelenkartigen Halterung des

^ga ' . ⁶5 rohrförmigen Hebelteils in dem Patronenkorper eine

*. Kippatrone nach Anspruch 7, dadurch ge- besonders hohe Präzision, denn alle Ungenauigkeiten

kennzeichnet, daß die Federeigenschaft durch dieser Halterung machen sich vergrößert als unter

Langsschhtze (24) er;r.eugt ist. Umständen störende Beeinflussungen der erwünsch-