DE2510683A1

DE2510683A1 - Probenstab fuer eine vakuumkammer

Info

Publication number: DE2510683A1
Application number: DE19752510683
Authority: DE
Inventors: Hans-Dietrich Dr Polaschegg
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1975-03-12
Filing date: 1975-03-12
Publication date: 1976-09-23
Also published as: GB1490681A; FR2304073A1; DE2510683B2; FR2304073B1; DE2510683C3; US4067697A

Description

75,003

LEYBOLD-HERAEUS GMBH & CO KG 5000 Köln-Bayental

Probenstab für eine Vakuumkammer

Die Erfindung betrifft einen in einem mit einer Vakuumkammer verbundenen Gehäuse vakuumdicht geführten Probenstab mit einer Probenausnehmung, wobei der Probenstab eine solche. Länge aufweist, daß der Stab sowohl bei innerhalb als auch bei außerhalb der Kammer befindlicher Probenausnehmung seine Funktion der Abdichtung der Kammer gegenüber seiner Umgebung erfüllt.

Den zahlreichen Vakuumproduktions- oder Untersuchungsverfahren ist gemein, daß die zu behandelnden oder zu untersuchenden Gegenstände, Substanzen, Substrate oder Proben ( im folgenden einfach Proben genannt) aus der atmosphärischen Luft in ein geschlossenes Vakuumgefäß gebracht werden müssen» Im einfachsten Fall wird dazu die Vakuumapparatur belüftet und geöffnet, die zu behandelnden Gegenstände eingebracht, die Vakuumapparatur wieder geschlossen und evakuiert. Insbesondere wenn das Verfahren im Hochvakuum oder Ultrahochvakuum abläuft, ist dieser Vorgang mit großem Zeitverlust verbunden« Deshalb bedient man sich verschiedener Arten von Schleusen.

Diese Schleusen besitzen im allgemeinen eine durch zwei Dichtsysteme oder Ventile abgeschlossene evakuierbare Vorkammer. Diese Vorkammer ist über ein Dichtsystem oder Ventil mit der Hauptkammer und über ein weiteres mit der atmosphärischen Luft verbunden. Die Probe wird aus der atmosphärischen Luft in die Zwischenkammer gebracht, die Zwischenkammer wird abgepumpt und danach die Probe in die Hauptkammer weitertransportiert. Eine besonders vorteilhafte

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bereits vorgeschlagene Art _s eine Schleuse auszuführen, besteht darin, daß die Probe in eine Ausnehmung eines im übrigen gerade, glatten und geschliffenen zylindrischen Stabes gelegt wird. Der Stab, der zum Transport der Probe vom atmosphärischen Außenraum in die Hauptvakuumkammer dient , ist in einem mit der Vakuumkammer verbundenen Gehäuse geführt. In diesem Gehäuse befinden sich dem Umfang des Stabes anliegende O-Ringe oder O-Ririgsysteme, mit denen der Stab ein Dichtsystem zur Abdichtung der Kammer gegenüber ihrer Umgebung bildet„Da der Stab in jeder geometrischen Stellung der Probe seine Dichtungsfunktion erfüllen soll, muß er beidseitig der Probe soweit verlängert sein, daß der Stab in jeder Stellung das oder die O-Ringsysteme ausfüllt. Anstelle der C-Ringe können auch andere Dichtungseinrichtungen treten; z. B, iMagnetof luid oder Spaltdichtung.

Soll der Stab aus irgendwelchen Gründen ausgewechselt werden, so muß das gesamte Vakuumsystem belüftet werden, wenn nicht ein zusätzliches Ventil vorgesehen wird, Ein Auswechseln ist z,B, erforderlich, wenn eine oder verschiedene Proben unter verschiedenen Bedingungen behandelt werden sollen. So gibt es unterschiedliche Probenstäbe für verschiedene Temperaturbereiche (z.B. -180 bis *35Q°, 20 bis 600°, 20 bis 1500°) und verschiedene Probengeometrien=

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Probenstab der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem die Belüftung des Vakuumsystems beim Auswechseln des Probenstabes vermieden werden kann und zwar ohne ein zusätzliches Ventil vorsehen zu müssen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der die Dichtungsfunktion bei außerhalb der Kammer befindlicher Probenausnehmung erfüllende Abschnitt des Probenstabes lösbar vom anderen Abschnitt des Stabes ausgebildet" ist.

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Zum Auswechseln desjenigen Stabteiles, welcher die Probenausnehmung aufweist, wird der Stab bis an die Trennstelle aus der Vakuumkammer herausgezogen, so daß außerhalb der Vakuumkammer ein Lösen der beiden Abschnitte voneinander durchgeführt werden kann.Das übriggebliebene Stück, das für alle Stäbe ohne Einschränkung ihrer Funktion in gleicher Weise ausgeführt sein kann, verbleibt als Dichtung, Das Einsetzen eines neuen Stababschnittes mit anderen Eigenschaften hinsichtlich der Probenausnehmung oder Temperatureigenschaft erfolgt in umgekehrter Weise«

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert werden. Es zeigen:

Figur 1 eine Vakuumkammer mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten, in die Kammer eingeschobenen Probenstab j

Figur 2 eine Vakuumkammer mit so weit aus der Kammer herausgezogenem Probenstab, daß die Probenausnehmung außerhalb liegt, und

Figur 3) besondere Ausfuhrungsformen eines Probenstabes nach der Erfindung.

In der Figur 1 sind die Vakuumkammer mit 1 und der Probenstab mit 2 bezeichnet. Der Probenstab 2 besteht aus den Abschnitten 3 und 4, welche im Bereich der Trennstelle in nicht näher dargestellter Weise lösbar miteinander verbunden sind. Der Abschnitt 4 ist mit der Probenausnehmung 6 versehen, welche sich in Meßstellung befindet«Über den Flansch 7 ist die Vakuumkammer 1 mit dem Gehäuse 8 verbundenen dem der Probenstab 2 vakuumdicht geführt ist. Dazu sind die O-Ringe und 10 vorgesehen, die den Stab 2 an seinem Umfang abdichten. Die Kammer 1 weist noch einen Anschlußstutzen 11 auf, der mit einer nicht dargestellten Vakuumpumpe verbunden ist.

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Das Ausführungsbeispiel nach Figur 2 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach Figur 1 dadurch, daß das Gehäuse direkt mit der Vakuumkammer 1 verbunden ist» Außerdem ist der Probenstab 2 so weit zurückgezogen, daß sich die Probenausnehmung 6 und die Trennstelle 5 außerhalb der Vakuumkammer befinden. In dieser Stellung wird der Abschnitt 3 des Probenstabes 2 mit Hilfe eines Stiftes 12 fixierte Dieser ist am freien Ende des Gehäuses 8 verschiebbar gehaltert und greift in der dargestellten Stellung des Probenstabes 2 in eine entsprechende Ausnehmung 13 im Abschnitt 3 des Probenstabes 2„ In dieser Stellung des Probenstabes 2 kann der Abschnitt 4 mit der Probenausnehmung 6 vom Abschnitt 3 gelöst und durch einen anderen Abschnitt 4, welcher z„B. eine andere Geometrie der Probenausnehmung aufweist, ersetzt werden.

Bei dem in Figur 3 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Probenstabes 2 weist der Abschnitt 4 eine zentrale öffnung 6 als Probenausnehmung auf. Aus Gründen der Gewichtsersparnis sind beide Abschnitte 3und 4 teilweise als Rohr ausgebildet« Der Abschnitt 4 ,besitzt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich der Trennstelle 5 eine Bohrung 14 in die ein Stift 15 des Abschnittes 3 passend hineinragt. Mit Hilfe der Schraube 16 sind beide Teile miteinander verbunden« Die Bohrung 13 dient - wie beim Ausführungsbeispiel nach Figur 2 beschrieben - der Aufnahme eines Fixierstiftes, mit dem der Abschnitt 3 festgehalten wird, wenn der Abschnitt 4 montiert oder demontiert wird» Die notwendige Entlüftung der Bohrung 14 wird durch nicht dargestellte Längsnuten am Stift 15 und der Schraube 16 erreicht,

Beim Ausführungsbeispiel nach Figur 4 liegt die Trennstelle 5 unmittelbar im Bereich der Probenausnehmung 6. Die Bohrung 14 im Abschnitt 4 ist mit einem Innengewinde 17 und der Stift 15 am Abschnitt 3 mit einem Außengewinde 18 versehen,

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Die Verbindung der Abschnitte 3 und U erfolgt also durch Drehung des Abschnittes H, Der Stift 15 weist einen zentralen Kanal 19 auf, welcher mit der Ausnehmung 13 in Verbindung steht. Über den Kanal 19 und die Ausnehmung 13, welche gleichzeitig zum Fixieren mit Hilfe des Stiftes 12 (vergl. Figur 2) dient, erfolgt die Entlüftung der Bohrung IM·.

Das beschriebene Schleusenprinzip kann nicht nur beim Transport einer Probe von atmosphärischer Luft ins Vakuum verwendet werden; es kann auch dem Transport einer Probe zwischen atmosphärischer Luft und einer Flüssigkeit (z,B. Wasser) dienen. Außerdem können im Rahmen der Erfindung alle bekannten Mittel (Verschraubung, Verstiftung oder andere Kupplungssysteme, z.B. Bajonettverschlüsse) zur Verbindung der beiden Stababschnitte 3 und 4 verwendet werden.

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Claims

ANSPRÜCHE

In einem mit einerVakuumkammer verbundenen Gehäuse vakuumdicht geführter Probenstab mit einer Probenausnehmung, wobei der Probenstab eine solche Länge aufweist, daß er sowohl bei innerhalb als auch bei außerhalb der Kammer befindlicherProbenausnehmung seine Funktion der Abdichtung der Kammer gegenüber seiner Umgebung erfüllt, dadurch gekennzeichnet, daß der die Dichtungsfunktion bei außerhalb der Kammer (1) befindlicher Probenausnehmung (6) erfüllende Abschnitt (3) des Stabes (2) lösbar vom anderen Abschnitt (4) des Stabes (2) ausgebildet ist.
2. Probenstab nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennstelle (5) zwischen den Abschnitten (3,4) des Stabes (2) und die Probenausnehmung (6) unmittelbar nebeneinander liegent
3. Probenstab nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am dem einen Abschnitt des Stabes (2) ein Stift (15) am anderen Abschnitt eine Bohrung ( 14)und Mittel zur lösbaren Halterung des Stiftes (15) in der Bohrung (14) vorgesehen sind,
4. Probenstab nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stift (15) ein Außengewinde (18) und die Bohrung (14) ein entsprechendes Innengewinde (17) aufweist.
5. Probenstab nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß am Gehäuse v'(S) ein Fixierstift (12) verschiebbar gehaltert ist und daß der Abschnitt (3) des Probenstabes (2) mit einer Ausnehmung (13) zur Aufnahme des Fixierstiftes (12) versehen ist.

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6. Probenstab nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,daß die Abschnitte (3) und/oder( teilweise als Rohr ausgebildet sind.

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