DE2434090B2

DE2434090B2 - Verfahren zum herstellen eines elektrodensystems fuer multipol-massenfilter

Info

Publication number: DE2434090B2
Application number: DE19742434090
Authority: DE
Inventors: Wilhelm 2800 Bremen Meyer
Original assignee: Ausscheidung in: 24 62 628 Varian Mat GmbH, 2800 Bremen
Priority date: 1974-07-16
Filing date: 1974-07-16
Publication date: 1978-02-02
Also published as: DE2434090A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Elektrodensystems für Multipol-Massenfilter, bei dem die Elektroden mit der Innenseite eines Hohlprofilkörpers in Verbindung stehen, wobei ein der inneren Form des Hohlprofilkörpers entsprechender Formkern hergestellt, dieser von einem thermisch formbaren Material eingehüllt, sowie mit dem Material in Kontakt gebracht und nach Erstarren des Materials entfernt wird.

Ein derartiges Verfahren ist für die Herstellung von Multipol-Massenfiltern durch die DT-AS 12 97 360 bekannt. Die Elektroden werden durch im Querschnitt halbzylindrische Einbuchtungen eines hohlzylindrischen Profilkörpers gebildet. Der Hohlprofilkörper erhält dadurch eine insgesamt komplexe Querschnittsgestaltung. Die Leitfähigkeit der Elektroden wird durch auf die Einbuchtungen aufgebrachte, insbesondere aufgedampfte, Metallschichten bewirkt. Der Hohlprofilkörper dient hier nicht als Halterung für die Elektroden, sondern bildet diese unmittelbar selbst. Die Metallisierung der halbzylindrischen Vorsprünge des Hohlprofilkörpers ist herstellungstechnisch aufwendig. Weiterhin ist die Reinigung der Polflächen schwierig, weil die Elektroden nicht aus dem Hohlprofilkörper herausgenommen werden können.

Üblicherweise sind Elektrodensysteme für Multipol-Massenfilter im Gebrauch, bei denen einzelne, gesondert gefertigte Polstäbe an den Innenflächen ringförmiger Halterungen anliegen. Letztere bestehen üblicherweise aus keramischem Material. Um für die Polstäbe genaue Anlageflächen an diesen ringförmigen Halterungen zu gewährleisten, sind die Keramikringe an den Innenseiten durch besondere, aufwendige Maßnahmen exakt eingeschliffen. Diese Herstellungstechnik hat sich in der Praxis als sehr arbeitsaufwendig herausgestellt (US-PS 35 53 451).

Ausgehend von dem durch die DT-AS 12 97 360 bekannten Verfahren zum Herstellen von Elektrodensystemen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses bekannte Verfahren dahingehend zu verbessern, daß die Gebrauchsfähigkeit des Elektrodensystems auf längere Sicht verbessert ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die aus Stäben mit einer elektrisch leitenden Oberfläche bestehenden Elektroden unter Anlage an entsprechend geformten I agerflächen des Hohlprofilkörpers an diesem befestigt werden.

Der nach dem Abdruckverfahren hergestellte Hohlnrofilkömer hat eine außerordentliche Genauigkeit in den Abmessungen. Im Sinne der Erfindung werden die als Stäbe ausgebildeten Elektroden unmittelbar an die Innenseite des Hohlprofilkörpers angesetzt und in dieser Anlage fixiert. Der maßgenaue Hohlprofilkörper bestimmt dadurch unmittelbar die Relativlage der Elektroden-Stäbe. Die auf diese Weise hergestellten Elektrodensysteme erfordern bei einem hohen Grad an Genauigkeit einen verhältnismäßig geringen Arbeitsund Materialaufwand. Es ist zwar bereits aus dem »Int.

lu Journal of Mass Spectrometry and lon Physics« Bd. 9 (1972), S. 343-345 ein Elektrodensystem für Multipol-Massenfilter bekannt geworden, bei dem die mit einer elektrisch leitenden Oberfläche versehenen Stabelektroden an einem einzigen Hohlkörper befestigt sind.

Das Verfahren zur Herstellung dieses Elektrodensystems beruht jedoch auf dem Ziehen von Glas und unterscheidet sich damit ganz wesentlich von dem vorliegenden Abdruckverfahren.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand von Ausführungsbetspielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Abdruckverfahrens zur Herstellung eines Elektrodensystems,

F i g. 2 die schematische Darstellung eines nach dem Preßgießverfahren arbeitenden Abdruckverfahrens zur Herstellung eines Elektrodensystems,

Fig.3 Querschnitt durch ein Quadrupolsystem mit kreiszylindrischen Polstäben,

F i g. 4 Querschnitt durch ein Quadrupolsystem, mit Polstäben mit hyperbolischen Polflächen,

F i g. 5 Draufsicht auf ein System nach F i g. 3 bzw. 4, mit einer aus zwei Teilen bestehenden hohlprofilförmigen Halterung,

J5 F i g. 6 Draufsicht auf ein System nach F i g. 3 und 4, mit einer aus einem einzigen Stück bestehenden hohlprofilförmigen Halterung,

F i g. 7 Querschnitt durch ein Hexapolsystem.

Die in Fi g. 3 bis 6 dargestellten Quadrupolsysteme, wie sie in Massenfiltern Verwendung finden, bestehen im wesentlichen aus vier gleichen Polstäben 1, deren Achsen zueinander und zu der Systemachse O parallel sind und in den Ecken eines Quadrats liegen.

Die Lagerung der Polstäbe 1 besteht aus einem Hohlprofilkörper 2, an dessen Innenseite Lagerflächen 3 für die Polstäbe vorgesehen sind.

Um die gewünschte Maßhaltigkeit über die ganze Länge des Hohlprofilkörpers 2 zu gewährleisten, erfolgt dessen Herstellung im Abdruckverfahren, bei welchem das zum Fließen gebrachte Material des Hohlprofilkörpers bis zum Erstarren an einen Formkern K angedrückt wird. Durch diese Kontaktgabe bis zur Erstarrung wird gewährleistet, daß der Hohlprofilkörper in der Maßhaltigkeit seines Innenquerschnittes der Maßhaltigkeit des Außenquerschnittes des Formkernes K entspricht. Durch die Verwendung eines Formkernes läßt sich ohne großen Aufwand eine hohe Maßhaltigkeit mit guter Konstanz von wenigen Mikrometern über die gesamte Länge des Hohlkörpers erzielen.

ho Bei dem Verfahren nach F i g. 1 wird der Formkern K in ein ihn frei umschließendes Glasrohr 4 eingeführt; sodann wird zwischen Außen- und Innenseite des Rohres 4 durch Evakuierung mit Hilfe einer Vakuumpumpe 5 ein Druckgefälle erzeugt. Das Material des

h^r> Rohres wird sodann durch Erhitzung mit Hilfe eines axial verschiebbar angeordneten Ringofens 6 zum Fließen gebracht, so daß durch den äußeren Luftdruck das Glas eng an den Formkern K angedrückt wird. Nach

Überwandern des gesamten Formkernes und Abkühlung kann dann wegen der unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten des aus Stahl hergestellten Formkerns K und des aus Glas gebildeten Hohlprofilkörpers 2 der Formkern aus dem Hohlprofilkörper herausgezogen werden.

Bei dem in F i g. 2 veranschaulichten Preßgießverfahren wird der Formkern K in eine Gießform F eingebracht und sodann zum Fließen gebrachtes Material unter Druck, beispielsweise mit Hufe eines Kolbens, in den Hohlraum zwischen Formkern und Gießform gepreßt und damit zum Kontakt mit dem Formkern gebracht, derart, daß der innige Kontakt des Materials mit der Oberfläche des Formkerns bis zum Erstarren aufrechterhalten wird. Dieses Verfahren läßt sich insbesondere zur Herstellung von Hohlprofilkörpern aus Keramik mit Erfolg einsetzen. Hierzu kann die Keramikmasse unter Druck und/oder Wärmeanwendung erhärtet und anschließend vom Formkern befreit werden.

Sowohl beim erstgenannten Verfahren als auch beim Preßgießverfahren ist es vorteilhaft, den Hohlprofilkörper so zu gestalten, daß er über seinen ganzen Umfang eine im wesentlichen gleich große Wandstärke A aufweist. Beim Preßgießverfahren wird dies durch entsprechende Anpassung der Innenwandung der Gießform an die Außenwand des Formkerns verwirklicht; beim erstgenannten Verfahren ergibt sich ein entsprechender Wandverlauf durch Verwendung eines Ausgangsrohres bestimmter Wandstärke, wobei durch jo Wahl der Wandstärke dafür zu sorgen ist, daß die durch das Fließen des Materials sich ergebenden Wandstärkenunterschiede am Hohlprofilkörpcr nicht /ti iin/uliissig kleinen Wandstärken führen.

Zur Montage der Polstäbe 1 in dem I lohlprofilkorper 2 können Schrauben 7 vorgesehen sein, durch die, unter Zuhilfenahme von Federn 8 die Polstiibu 1 un den als Führungs- und Stützflächen wirksamen l.agerilächen 3 der Ecken im Inneren des Hohlprofilkürpers 2 zur Anlage gebracht werden.

Mit einer Lagerung gleicher Art lassen sich mich Quadrupolsysteme mit hyperbolischen Oberflächen der Polstäbe herstellen, wie in Fig. 4 veranschaulicht ist. Dabei sind die Polstäbe 1 mit einer hyperbolischen Fläche la und an den der hyperbolischen Fläche abgewandten Seite mit Führungs- und Siüizflächen Ib, Ic versehen, die an den Lagerflächcii 3 /ur Anlage kommen und dadurch die Symmetrieebene 1</ der Fläche la auf die Systemachse O ausrichten.

Je nach den vorliegenden Verhältnissen und der geforderten Maßhaltigkeit kann die Halterung, wie in Fi g. 5 dargestellt,geteilt sein (2a.2b)oder, wie in F i g. 6 dargestellt, aus einem Stück bestehen.

Die Erfindung ist nicht auf Quadrupolsysteme beschränkt, sondern läßt sich sinngemäß auf beliebige Multipole (einschließlich Monopole) anwenden; in Fig.7 ist der Querschnitt durch ein llexapolsystem veranschaulicht, das mit kreiszylindrischen Polstüben 1 ausgerüstet ist.

Die Polstäbe können aus Metall hergestellt sein oder aus Isolierstoff bestehen und, in letzterem Fall, mit einer elektrisch leitenden Oberfläche versehen werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen eines Elektroclensystems für Multipol-Massenfilter, bei dem die Elektroden mit der Innenseite eines Hohlprol'ilkörpers in Verbindung stehen, wobei ein der inneren Form des Hohlprofilkörpers entsprechender Formkern hergestellt, dieser von einem thermisch formbaren Material eingehüllt sowie mit dem Material in Kontakt gebracht und nach Erstarren des Materials entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die aus Stäben mit einer elektrisch leitenden Oberfläche bestehenden Elektroden unter Anlage an entsprechend geformten Lagerflächen des Hohlprofilkörpers in diesem befestigt werden.