DE19651636A1 - Vibration-free, or damped suspension for appts such as raster tunnel microscope - Google Patents

Vibration-free, or damped suspension for appts such as raster tunnel microscope

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DE19651636A1
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Detlef U Wiechert
Georg Dr Gaertner
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    • G01Q60/10—STM [Scanning Tunnelling Microscopy] or apparatus therefor, e.g. STM probes
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems
    • F16F15/04—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using elastic means
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Abstract

An appts. (17), such as a raster tunnel microscope, is vibration-free suspended by a carrier plate (15), suspended from a frame (10) via sprung elements. The frame comprises a base plate, to which are secured vertical support posts with horizontally coupled yokes (14). The carrier plate is set between the support posts, and the sprung elements are fastened to the yokes. Pref. the rectangular base plate and two U-shaped carriers form the frame, with the carriers contg. two support posts interconnected by the yoke on opposite sides of the base plate.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur schwingungsfreien bzw. schwingungsgedämpften Aufhängung eines Gerätes, z. B. eines Rastertunnel-Mikroskops, mit einer über federnde Elemente an einem Gestell aufgehängten Tragplatte zur Aufnahme des Gerätes.The invention relates to an arrangement for vibration-free or vibration-damped suspension of a device, e.g. B. one Grid tunnel microscope, with an over resilient elements on a frame suspended support plate for receiving the device.

Eine derartige Anordnung ist z. B. durch die US-PS 49 08 519 bekannt geworden. Bei der bekannten Anordnung besteht das Gestell aus zwei kreisförmigen Aluminiumscheiben, die durch drei Stangen miteinander verbunden sind. Die Scheiben sind so geformt, daß sie in eine Vakuumkammer eingeschoben werden können. Die Tragplatte zur Aufnahme des Mikroskops befindet sich zwischen den beiden Scheiben und ist über eine Doppelfederanordnung an dem Gestell befestigt. Die Doppelfederanordnung besteht aus einem kreisförmigen Ring, der über drei Vorsprünge und daran angebrachte Federn an den drei Stangen befestigt ist. Darüber hinaus sind drei weitere Federn an den Vorsprüngen vorgesehen, die mit der das Mikroskop tragenden Scheibe verbunden sind.Such an arrangement is e.g. B. known from US-PS 49 08 519. In the known arrangement, the frame consists of two circular ones Aluminum discs that are connected by three bars. The Disks are shaped so that they are inserted into a vacuum chamber can. The support plate for holding the microscope is between the two discs and is attached to the frame via a double spring arrangement. The double spring arrangement consists of a circular ring over three Projections and springs attached to it are attached to the three rods. About that In addition, three further springs are provided on the projections, which with the Microscope-carrying disc are connected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung der eingangs genannten Art zu vereinfachen und zu verbessern.The invention has for its object an arrangement of the aforementioned Way to simplify and improve.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst,
According to the invention, this object is achieved by

  • - daß das Gestell eine Bodenplatte, senkrecht auf der Bodenplatte befestigte Tragpfosten und waagerecht mit den Tragpfosten verbundene Joche aufweist,- That the frame attached a base plate, perpendicular to the base plate Has supporting posts and yokes horizontally connected to the supporting posts,
  • - daß die Tragplatte zwischen dem Tragpfosten angeordnet ist und- That the support plate is arranged between the support post and
  • - daß die federnden Elemente an den Jochen befestigt sind.- That the resilient elements are attached to the yokes.

Eine derartige Bauweise eignet sich vorteilhaft für solche Geräte, z. B. Mikroskope, die nicht ortsfest aufgebaut sind, sondern transportabel ausgebildet und z. B. auf einem Arbeitstisch aufgebaut werden müssen. Eine aufwendige Schwingungsdämpfung des gesamten Tisches wird damit entbehrlich, d. h. es genügt eine einfache feste Tischunterlage. Gegenüber der bekannten Bauweise ergibt sich eine erhebliche Verminderung des Aufwandes zur Schwingungsdämpfung. Als Tragplatte ist vorzugsweise eine Stahlplatte vorgesehen. Bei Verwendung eines Rasterkraft/Tunnelmikroskops als Gerät werden die bisher störenden Einflüsse bei der Bildaufnahme bzw. Messung beseitigt. Das Mikroskop wird zuverlässig gegen mechanische Vibrationen geschützt, die z. B. durch Vakuumpumpen, Stöße an den Tisch, Zuschlagen von Türen oder sonstige Bewegungen im Raum erzeugt werden. Da die genannten Störungen beseitigt sind, wird die Bildauflösung erheblich verbessert. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das Gerät, z. B. das Mikroskop, durch die offene Bauweise des Gestelles von allen Seiten leicht bedienbar ist. Ferner ist ein Probenaustausch problemlos möglich.Such a construction is advantageously suitable for such devices, for. B. microscopes, which are not built up stationary, but are designed to be portable and e.g. B. on a work table must be set up. An expensive one Vibration damping of the entire table is therefore unnecessary, d. H. it is sufficient a simple solid table mat. Compared to the known construction results a significant reduction in vibration damping efforts. As A steel plate is preferably provided on the support plate. When using a Atomic force / tunnel microscope as a device will reduce the previously disturbing influences the image acquisition or measurement eliminated. The microscope is reliably against protected against mechanical vibrations, e.g. B. by vacuum pumps, impacts on the Table, slamming doors or other movements in the room are generated. Since the disturbances mentioned are eliminated, the image resolution becomes significant improved. Another advantage is that the device, e.g. B. the microscope, is easy to operate from all sides due to the open construction of the frame. Further sample exchange is possible without any problems.

In Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
In an embodiment of the invention,

  • - daß das Gestell eine rechtwinklige Bodenplatte und zwei U-förmige Träger aufweist,- That the frame has a rectangular base plate and two U-shaped supports having,
  • - daß die Träger jeweils zwei durch ein Joch miteinander verbundene Tragpfosten aufweist, die an gegenüberliegenden Seiten der Bodenplatte befestigt sind, und- That the carrier two each connected by a yoke Has support post on opposite sides of the bottom plate are attached, and
  • - daß die viereckig ausgebildete Tragplatte an ihren vier Ecken über an den Jochen befestigte federnde Elemente gehalten ist.- That the square-shaped support plate at its four corners on the Jochen fastened resilient elements is held.

Eine derartige Bauweise mit nur vier Tragpfosten bietet eine besonders einfache Bauweise und eine sehr leichte Zugänglichkeit von allen Seiten. Ferner liefert eine derartige Aufhängung größeren Schutz gegen versehentliches Anstoßen, da die horizontale Auslenkung der Tragplatte durch die Tragpfosten begrenzt ist. Such a construction with only four support posts offers a particularly simple one Construction and very easy access from all sides. Furthermore, one delivers such suspension greater protection against accidental bumping as the horizontal deflection of the support plate is limited by the support post.  

Eine derartige Begrenzung ist besonders wirkungsvoll nach einem weiteren Merkmal der Erfindung dadurch gegeben, daß die Tragplatte im Bereich der Tragpfosten ausgebildete Aussparungen aufweist, deren Wandungen zu den Tragpfosten hin beabstandet angeordnet sind. Diese Bauweise liefert in allen horizontalen Richtungen eine Begrenzung der Auslenkung der Tragplatte, dabei ist jedoch gewährleistet, daß im Ruhezustand keine Berührung zwischen den Tragpfosten und der Tragplatte stattfindet.Such a limitation is particularly effective according to another feature given the invention in that the support plate in the area of the support post has trained recesses, the walls of which towards the support posts are arranged at a distance. This design delivers in all horizontal directions a limitation of the deflection of the support plate, but this ensures that no contact between the support post and the support plate in the idle state takes place.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die den Tragpfosten benachbarten Wandungen der Aussparungen mit einem stoßdämpfenden Belag, z. B. mit Gummi, versehen sind. Eine derartige Bauweise ergibt eine optimale Anschlagsdämpfung.In a further embodiment of the invention it is provided that the support post adjacent walls of the recesses with a shock absorbing covering, for. B. are provided with rubber. Such a construction results in an optimal one Stop damping.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als federnde Elemente Zugfedern vorgesehen sind. Derartige Zugfedern sind zwar an sich bekannt, bieten jedoch bei der einfachen Gestaltung der vorliegenden Erfindung den Vorteil einer einfachen Befestigung und eines einfachen Auswechselns.In a further embodiment of the invention it is provided that as resilient elements Tension springs are provided. Such tension springs are known per se, offer however, in the simple design of the present invention, the advantage of a easy attachment and easy replacement.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß als federnde Elemente Gummibänder vorgesehen sind. Derartige Gummibänder sind preiswert, in jeder beliebigen Gestaltung, Stärke und Länge vorhanden und können leicht montiert werden.A preferred embodiment of the invention is that as a resilient Elements rubber bands are provided. Such rubber bands are inexpensive, in Any shape, thickness and length are available and can be easily assembled will.

Eine einfache Montage besteht z. B. in einer weiteren Ausgestaltung darin, daß die Tragplatte im Bereich der Aussparungen mit Einkerbungen und die Joche an den den Einkerbungen gegenüberliegenden Bereichen mit Bohrungen versehen sind. Auf diese Weise kann ein Gummiband durch die Bohrungen der Joche eingefädelt werden und bildet jeweils an den beiden Jochen eine Schaukel, in welche die Tragplatte auf einfache Weise über die Einkerbungen eingehängt werden kann. Auf eine ebenso einfache Weise ergibt sich damit eine Demontage. A simple assembly consists, for. B. in a further embodiment in that the Support plate in the area of the recesses with notches and the yokes on the Notches opposite areas are provided with holes. On this way a rubber band can be threaded through the holes in the yokes and forms a swing on each of the two yokes into which the Support plate can be easily hooked over the notches. On disassembly is just as easy.  

Es sind auch Bauarten möglich, bei denen die Bodenplatte und die Tragplatte andere Formen haben, z. B. kreisförmig oder fünfeckig gestaltet sind. Dabei können z. B. drei oder mehr als vier Tragpfosten vorgesehen sein, wobei die Joche die Tragpfosten verbinden.Designs are also possible in which the base plate and the support plate are different Have shapes, e.g. B. are circular or pentagonal. Here, for. B. three or more than four support posts may be provided, the yokes being the Connect the support posts.

In der Zeichnung ist in den Fig. 1 bis 4 ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes gemäß der Erfindung schematisch dargestellt.In the drawing, an embodiment of the object according to the invention is shown schematically in FIGS. 1 to 4.

Fig. 1 bis 3 zeigen in drei Ansichten ein Gestell mit einer Tragplatte zur Aufnahme eines Mikroskops, und Figs. 1 to 3 show three views of a frame with a supporting plate for a microscope, and

Fig. 4 zeigt in Draufsicht eine in das Gestell einhängbare Tragplatte. Fig. 4 shows a top view of a support plate which can be suspended in the frame.

Das Gestell 10 besteht aus einer Bodenplatte 11 und zwei gleichen, U-förmigen Trägern 12. Die U-förmigen Träger besitzen jeweils zwei rechtwinklig auf der Bodenplatte 11 befestigte Tragpfosten 13 und jeweils ein beide Tragpfosten verbindendes Joch 14. Zwischen den Tragpfosten 13 ist eine schwingfähige Tragplatte 15 an Gummibändern 16 aufgehängt. Auf der Tragplatte 15 befindet sich ein Rastertunnel-Mikroskop 17. Die Tragplatte 15 ist an ihren vier Ecken mit Aussparungen 18 versehen, die einen ausreichenden Abstand zu den benachbarten Tragpfosten 13 gewährleisten und an ihren den Tragpfosten gegenüberliegenden Kanten mit einer Anschlagdämpfung 19 versehen sind. An zwei gegenüberliegenden Seiten ist die Tragplatte 15 mit Einkerbungen 20 versehen, in welche das Gummiband 16 eingelegt ist. Das Gummiband 16 ist durch Bohrungen 21 der Joche 14 geführt und oberhalb derselben durch Stopper 22 festgelegt. Mit 23 sind schematisch Zugfedern bezeichnet, die anstelle der Gummibänder 16 verwendet werden können.The frame 10 consists of a base plate 11 and two identical, U-shaped supports 12 . The U-shaped supports each have two support posts 13 fastened at right angles to the base plate 11 and each have a yoke 14 connecting both support posts. Between the support posts 13 , an oscillatable support plate 15 is suspended from rubber bands 16 . A scanning tunnel microscope 17 is located on the support plate 15 . The support plate 15 is provided at its four corners with recesses 18 which ensure a sufficient distance from the adjacent support posts 13 and are provided with a stop damping 19 at their edges opposite the support posts. On two opposite sides, the support plate 15 is provided with notches 20 , in which the rubber band 16 is inserted. The rubber band 16 is guided through bores 21 of the yokes 14 and fixed above them by stoppers 22 . With 23 tension springs are schematically designated, which can be used instead of the rubber bands 16 .

Claims (7)

1. Anordnung zur schwingungsfreien bzw. schwingungsgedämpften Aufhängung eines Gerätes (17), z. B. eines Rastertunnel-Mikroskops, mit einer über federnde Elemente (16) an einem Gestell (10) aufgehängten Tragplatte (15) zur Aufnahme des Gerätes (17), dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das Gestell (10) eine Bodenplatte (11), senkrecht auf der Bodenplatte (11) befestigte Tragpfosten (13) und waagerecht mit den Tragpfosten verbundene Joche (14) aufweist,
  • - daß die Tragplatte (15) zwischen den Tragpfosten (13) angeordnet ist und
  • - daß die federnden Elemente (16) an den Jochen (14) befestigt sind.
1. Arrangement for vibration-free or vibration-damped suspension of a device ( 17 ), for. B. a scanning tunnel microscope, with a suspension element ( 16 ) suspended from a frame ( 10 ) on a support plate ( 15 ) for receiving the device ( 17 ), characterized in that
  • - That the frame ( 10 ) has a base plate ( 11 ), vertically on the base plate ( 11 ) attached support post ( 13 ) and horizontally connected to the support post yokes ( 14 ),
  • - That the support plate ( 15 ) between the support post ( 13 ) is arranged and
  • - That the resilient elements ( 16 ) on the yokes ( 14 ) are attached.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
  • - daß das Gestell (10) eine rechtwinklige Bodenplatte (11) und zwei U-förmige Träger (12) aufweist,
  • - daß die Träger (12) jeweils zwei durch ein Joch (14) miteinander verbundene Tragpfosten (13) aufweisen, die an gegenüberliegenden Seiten der Bodenplatte (11) befestigt sind, und
  • - daß die viereckig ausgebildete Tragplatte (15) an ihren vier Ecken über an den Jochen (14) befestigte federnde Elemente (16) gehalten ist.
2. Arrangement according to claim 1, characterized in
  • - That the frame ( 10 ) has a rectangular bottom plate ( 11 ) and two U-shaped supports ( 12 ),
  • - That the carrier ( 12 ) each have two by a yoke ( 14 ) interconnected support posts ( 13 ) which are attached to opposite sides of the base plate ( 11 ), and
  • - That the square-shaped support plate ( 15 ) is held at its four corners on the yokes ( 14 ) attached resilient elements ( 16 ).
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte (15) im Bereich der Tragpfosten (13) ausgebildete Aussparungen (18) aufweist, deren Wandungen zu den Tragpfosten (13) hin beabstandet angeordnet sind. 3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the support plate ( 15 ) in the region of the support post ( 13 ) has recesses ( 18 ), the walls of which are spaced from the support post ( 13 ). 4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Tragpfosten (13) gegenüberliegenden Wandungen der Aussparungen (18) mit einem stoßdämpfenden Belag (19), z. B. Gummi, versehen sind.4. Arrangement according to claim 3, characterized in that the support post ( 13 ) opposite walls of the recesses ( 18 ) with a shock-absorbing coating ( 19 ), for. B. rubber, are provided. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Zugfedern (23) als federnde Elemente.5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized by tension springs ( 23 ) as resilient elements. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch Gummibänder (16) als federnde Elemente.6. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized by rubber bands ( 16 ) as resilient elements. 7. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragplatte (15) im Bereich der Aussparungen (18) mit Einkerbungen (20) und die Joche (14) an den den Einkerbungen gegenüberliegenden Seiten jeweils mit Bohrungen (21) versehen sind.7. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the support plate ( 15 ) in the region of the recesses ( 18 ) with notches ( 20 ) and the yokes ( 14 ) on the opposite sides of the notches each with bores ( 21 ) are provided.
DE19651636A 1996-12-12 1996-12-12 Vibration-free, or damped suspension for appts such as raster tunnel microscope Withdrawn DE19651636A1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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