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Probenhalterung Die vorliegende Erfindung betrifft eine Probenhalterung,
insbesondere für den Einsatz bei Werkstoffprüfungen mit Hilfe von Röntgenstrahlen,
beispielsweise durch Reflektion von Röntgenstrahlen bei einer gegebenen Probe. Die
Erfindung ist indes auch außerhalb dieser besonderen Anwendungsform für jeden Fall
anwendbar, bei dem eine gebündelte Strahlung, unter welchen Bedingungen auch immer,
reproduzierbar auf ein Zielobjekt bzw. auf eine Probe aufgebracht wird. Die nachfolgende
Beschreibung gilt daher ohne einschränkende Bedeutung beispielsweise in Verbindung
mit einer Vorrichtung zur Messung reflektierter Röntpnstrahlen, die nach dem bekannten
Bündelungsprinzip von Bragg-Brentano mit entsprechender Anpassung für horizontale
Messung arbeitet.
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Die Untersuchung eines Strahlenbündels, das von einer mit Rantgenstrahlung
beaufschlagten Probe zurückgeworfen wird, erfolgt häufig mit Hilfe eines Horizontal-Goniometers
in Verbindung mit einem Röntgenstrahler, dessen Strahlenbündel in Richtung auf eine
ebene Probe divergiert, und einem Empfänger, der im Brennpunkt der von der Probe
reflektierten Strahlung angeordnet ist.
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Das Prinzipschema einer derartigen Vorrichtung zeigt die Fig. 1, in
welcher ein fester Rsntgenstrahler durch die Bezugsziffer 1 bezeichnet ist. Die
vom Strahler 1 kommende einfallende Strahlung 2 trifft auf eine ebene Probe, deren
Oberfläche so klein ist, dass sie einem Teil der durch die Punkte 1, 3 und 5 verlaufenden
zylindrischen Oberfläche, der jedoch auf die Grösse der Probe beschränkt ist, entspricht,
und wird bei 4 auf einen Empfänger 5 zurückgeworfen. Im Zuge der Untersuchung der
reflektierten Strahlung erfolgt eine Drehung der Probe 3 um eine senkrechte Achse
6 unter einem vorgegebenen Winkel #, dessen Grösse einem beliebigen Gesetz als Funktion
der Zeit folgen kann: mit jeder Drehung der Probe unter einem Winkel @ g
ist ist synchron eine Drehung des Empfängers unter einem Winkel 2 # in in gleicher
Richtung um die gleiche Achse 6 nach einem bestens bekannten Verfahren verbunden.
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Dank einer solchen Vorrichtung besteht die MögLichkeit, aufgrund der
Eigenschaften der von den jeweiligen Proben reflektierten Rentgenstrahlen ohne weiteres
das Gefüge von Proben der verschiedensten Art zu untersuchen.
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Müssen diese Vorrichtungen besonders häufig eingesetzt werden, beispielsweise
für eine kontinuierliche Untersuchung einer bestimmten Anzahl von Proben, deren
Gefügevergleich von wesentlicher Bedeutung ist, so ist es absolut notwendig, dass
die Bedingungen, unter denen diese Messungen ablaufen,
weitgehendst
identisch sind. Zu diesen Bedingungen zählen insbesondere die Abmessungen sowie
die Art der Herstellung bzw. Vorbereitung der Proben, das Vorhandensein einer ebenen
polierten Fläche, die Poliergüte und -eigenschaften dieser Oberfläche usw.
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Sehr wichtig ist im Hinblick auf die einzuhaltenden Bedingungen auch,
dass die mit Strahlung zu beaufschlagenden ebenen Oberflächen der Proben sich stets
an der gleichen Stelle befinden und zum Röntgenstrahler sowie -empfänger immer gleich
ausgerichtet sind. Hierdurch ergibt sich das eigentliche Problem, jeweils eine Probe
durch eine andere zu ersetzen, ohne dass die Bestrahlungsebene eine Veränderung
erfährt.
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Soweit bis heute bekannt, bedingt der Austausch einer Probe durch
eine andere im Anschluss an jede Messung im Moment dieses Austauschs die Anordnung
der Probe an absolut gleicher Stelle, damit die Versuchsbedingungen unverändert
bleiben. Diese Technik beinhaltet den doppelten Nachteil, dass für jeden Probentausch
ein Bedienungsmann zur Stelle sein muss und dass die genaue Anordnung der Probe
von der Geschicklichkeit und Sorgfalt der jeweiligen Bedieflungsperson abhängig
ist, und somit den Zufälligkeiten, die jeden Eingriff bzw. jede Handhabung eines
Menschen begleiten, ausgesetzt.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der sich
die vorbeschriebenen Nachteile ausschalten lassen in dem Sinne, dass der Austausch
einer Probe durch eine andere keinerlei systematischen Eingriff durch eine Bedienungsperson
mehr erforderlich macht und dass die Proben automatisch so angeordnet werden, dass
ihre mit Strahlung zu beaufschlagende Oberfläche in der Bahn der einfallenden Strahlung
und absolut genau in der theoretischen Reflexionsebene, welche durch die Geometrie
des Goniometers bestimmt ist, zu liegen kommt.
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Die beigefügten Schemata, die nicht maßstabgerecht gezeichnet und
als Beispiele ohne einschränkende Bedeutung zu verstehen sind, geben Aufschluss
über die Ausbildung von Vorrichtungen der erfindungsgemässen Art, deren wesentliche
Merkmale noch zu erläutern sein werden.
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Fig. 2 zeigt eine schematische Vorderansicht einer erfindungsgemässen
Probenhalterplatte, die in Fig. 3 in der Rückansicht dargestellt ist, während Fig.
4 ein vereinfachter Querschnitt durch die Platte gemass Fig. 3 ist.
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Fig. 5 zeigt ein vergressert gezeichnetes Detail aus Fig. 4.
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Fig. b stellt eine Vorderansicht des Drehmachanismus für die Probenhalterplatte
und Fig. 7 eine Draufsicht auf denselben dar; Fig. 8 ist eine Ansicht der Stirnseite
des mit Probenhalterplatte versehenen Drehmechanismus> des Antriebsritzels zur
Drehung der Proben sowie der Vorrichtung für den kontrollierten Drehantrieb der
Platte, Fig. 9 eine Teildraufsicht auf die Vorrichtung gemäss Fig. 8. Die Figuren
10 und 11 zeigen in der Ansicht und im Schnitt eine Platte, welche die Anordnung
aller der Rdntgenstrahlenanalyse zu unterwerfenden Probenoberflächen in der gleichen
Ebene ermöglicht. Fig. 12 ist ein vereinfachtes Schaltbild der Antriebs- bzw. Steuerelektrik
der gesamten erfindungsgemässen Vorrichtung.
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In sämtlichen Figuren bezeichnen gleiche Bezugsziffern jeweils die
gleichen Teile.
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Die in den verschiedenen lrorgenannten Figuren dargestellte Vorrichtung
utnfasst einen Drehmechanismus mit einer stehenden Drehachse, die mit der Achse
6 des Goniometers fluchtet; dieser Drehmechanismus trägt eine horizontale Drehplatte
mit
einer bestimmten Anzahl von Proben, die bereits vorher so eingesetzt wurden dass
die Platte durch aufeinanderfolgende Drehung um ihre horizontale Achse unter einem
entsprechenden Winkel die mit Strahlung zu beaufschlagende Oberfläche einer jeden
Probe nacheinander genauestens in der theoretischen Reflexionsebene des Goniometers
darbietet, wobei die Mitte dieser Fläche genau in der Achse des einfall endenden
Strahlenbündels sowie in der Ebene liegt, welche durch die senkrechte Drehachse
des Drehmechanismus verlaufend lotrecht zur Ebene der besagten Fläche liegt. Der
Drehmechanismus dreht um die Achse 6 unter einem Winkel @> es wen wenn
der Rsntgenstrahlenempfänger, d.h. der Empfänger der reflektierten Rentgenstrahlung,
unter einem Winkel von 2 8 um diese gleiche Achse dreht.
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Fig. 2 zeigt die Vorderseite der Probenhalterplatte 7 mit sechs Proben
8 bis 13, deren sämtliche Vorderseiten genauestens fluchten und in der Ebene 3 liegen,
wenn die Platte 7 ordnungsgemäss auf dem Drehmechanismus montiert ist.
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Jede Probe sitzt in einem Drehring (beispielsweise 14)> der in
einem Lager 15 in der Platte beweglich angeordnet ist. Wegen der beiden Schultern
16 und 17 beiderseits der Platte ist dieser Ring axial nicht verschiebbar (siehe
Fig. 4). Die Schulter bzw. der Anschlag 17 an der Rückseite der Platte 7 ist mit
einem Zahnkranz 18 versehen.
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Die Platte 7 ist desweiteren in ihrer Mitte mit einer Offnung 19 als
Aufnahme für eine Schraube zur Befestigung der Platte 7 auf dem Drehmechanismus
und ausserdem mit einer exzentrischen Öffnung 20 versehen, wobei der Zweck der letzteren
noch zu erläutern sein wird. Schliesslich dient ein Nocken 101 auf dem Umfang als
Endanschlag. Es muss auch darauf hingewiesen werden, dass der Umfang der Platte
7 an deren Vorderseite über eine geringe Breite hinweg
(beispielsweise
5 mm) frei von jeglichen Vorsprüngen ist, so dass die Platte 7 über ihren gesamten
Umfang hinweg einen glatten umlaufenden Rand oder Kranz aufweist.
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Fig. 3 zeigt die Rückseite der Platte 7, auf welcher ebenfalls die
Schultern 17 der Drehringe sowie die Zahnkränze, mit welchen diese ausgestattet
sind, zu sehen sind. Die mittlere offnung 19 ist von einer konzentrischen Ringzone
21 umgeben, die relativ zur eigentlichen Rückseite 22 zurückspringend ausgebildet
ist; dieser abgesetzte Bereich ermöglicht eine schnelle und genaue Zentrierung der
Platte auf dem Drehmechanismus. Zwei auf der Platte befestigte Zapfen 23 und 24
gewährleisten die genaue Positionierung auf dem Drehmechanismus, indem sie in entsprechende
Ausnehmungen in der Drehvorrichtung selbst eingreifen.
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Fig. 5 zeigt in stark vergresserter Darstellung sowie vollständig
ein vereinfachtes Schema der in den Fig. 2, 3 und 4 mit den Bezugsziffern 16, 17,
18 versehenen Drehringe.
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In diesem Schema befindet sich die Vorderseite 25 der Platte 7 rechts
und ihre Rückseite 22 links. Der Drehring 14 mit seiner Drehachse 26 kann in der
Lagerung 15 einerseits durch eine Reihe von Kugeln 27 in einer umlaufenden Nut 28
in der Vorderseite 25 der Platte 7, welche durch die Schulter 16 lagemässig fixiert
werden und andererseits durch eine zweite Reihe von Kugeln 29 in einer zur Nut 28
koaxialen, jedoch in der Rückseite 22 der Platte ausgebildeten zweiten umlaufenden
Nut 30, welche durch einen Hilfsring 31 gehalten werden, eine Drehbewegung ausführen.
Eine zweite umlaufende Schulter 17 ist auf einem rückwärtigen Vorsprung 32 des Rings
14 mit Hilfe von drei (um 120 Grad gegeneinander versetzten) Madenschrauben 33 befestigt,
die in eine entsprechende Nut 34 auf dem Vorsprurg 32 eingreifen und ihrerseits
jeweils in eine mit Gewinde versehene Lagerfläche 35 in der Schulter 17 radial zur
Achse 26 eingeschraubt
sind. Ein zweiter Satz bestehend aus drei
Hutschrauben 36, die um 120 Grad zueinander versetzt in mit Gewinde versehene Lagerflächen
37 in der Schulter 17 in der Achse 26 eingeschraubt sind mit dem Ziel, den Hilfsring
31 gegen den Satz Kugeln 29 zu halten, vervollständigen die Befestigung der Drehringanordnung
14 in ihrer Lagerstelle 15 in der Weise, dass dieser Ring leichtgängig zu drehen
vermag ohne sich indessen axial verschieben zu können.
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Der Drehring 14 dient als Aufnahme für eine Probe wie nachstehend
beschrieben. Der hintere Teil 32 des Rings 14 besitzt an seiner Innenseite ein Gewinde
38 zur Aufnahme eines zylindrischen Stutzens 39 mit einer mit Gewinde versehenen
äusseren Lagerfläche zum Einschrauben in die Lagerfläche 38 einer der Schultern,
wobei der Endanschlag 40 zur Begrenzung des Hubes dient,sowie mit einer innenliegenden
axialen zylindrischen Lagerfläche 41, in die mit dem geringstmeglichen Spiel ein
Gewindestopfen 42 sowie ein Schraubring 43 zur Konterung dieses Stopfens 42 eingeschraubt
werden. Der Stopfen 42 besitzt an seiner Rückseite 44 eine Nut 45 zum einfacheren
Einschrauben, während der Schraubring 43 einerseits eine mittlere Ausnehmung 46,
welche die Hindurchführung des Endes eines entsprechenden Schraubenziehers bis zur
Nut 45 ermQglichen soll, und andererseits zwei diametral gegenüberliegende zylindrische
Ausnehmungen 47 und 48 zum Festschrauben des Rings 43 gegen den Stopfen 42 mit Hilfe
eines Kreuzkopfschlüssels von entsprechender Grosse umfasst.
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Der Stopfen 42 weist an seiner Vorderseite eine zylindrische Ausnehmung
49 auf, in die eine kleine Scheibe 50 aus einem besonders starken Permanentmagneten
eingelegt ist.
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Gegen die Vorderseite 51 dieses Magneten wird die Probe 13,
die
ihrerseits sorgfältig in Form einer Scheibe von entsprechender Dicke hergestellt
wurde, gezogen.
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Die Zentrierung und Montage der Platte 7 auf dem Drehmechanismus erfolgen,
wie an anderer Stelle noch zu beschreiben sein wird, in der Weise, dass nach erfolgter
Plazierung derselben die Plattenvorderseite 25 sich parallel zur theoretischen Reflexionsebene
des Goniometers und in einem genau bekannten Abstand hinter dieser Ebene befindet.
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Das Problem der genauen Positionierung der Probe 13 relativ zur theoretischen
Ebene 3 besteht also in der Plazierung der mit Strahlung zu beaufschlagenden Oberfläche
52 dieser Probe relativ zur Fläche 25.
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Diese richtige Plazierung-wird wie folgt erreicht: Man bedient sich
hierzu einer Hilfsplatte 84, wie diese in der Draufsicht in Fig. 10 und im Längsschnitt
in Fig. 11 dargestellt ist. Der Innendurchmesser dieser Platte, der durch die Bezugsziffer
85 gekennzeichnet ist, ist leicht gresser als der Aussendurchmesser der Platte 7,
so dass die letztere leicht auf den umlaufenden Rand 86 gesetzt werden kann und
aufgrund ihres glatten und von jeglichen Vorsprüngen freien Kranzes in diesen eingreift.
Der Achsabstand zwischen dem Rand 86 und dem Boden 87 der Platte 84 entspricht genau
dem Abstand, um den die Vorderseite 25 der Platte 7 von der theoretischen Ebene
abgesetzt ist, wenn sich die Platte 7 auf dem Drehmechanismus befindet. Sobald die
Platte 7 auf der Platte 84 montiert ist, wird sie mittels einer Schraube gesichert,
deren Kopf auf der Rückseite 22 der Platte aufliegt und deren durch die exzentrische
Öffnung 20 verlaufender Körper mit seinem Gewindeende in eine entsprechende mit
Gewinde versehene Lagerfläche 88 im Boden der Platte 84 eingeschraubt wird.
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Zur Fixierung der Proben in ihrer jeweils richtigen Position wird
wie folgt verfahren: Die Platte 7 wird wie vorbeschrieben auf die Platte 84 aufgebracht
und an dieser befestigt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Platte 7 lediglich mit den
Ringen 14 (komplett mit Lagern sowie Schultern 16 und 17) und mit festgezogenen
Stutzen 39 besetzt. Es werden nunmehr die sorgfältig hergestellten Proben 13 mit
ihrer Innenfläche den magnetischen Scheiben 50 zugewandt, an denen sie stark haften,
eingesetzt; sodann wird jede aus Stopfen 42, Scheibe 50 und Probe 13 bestehende
Gruppe in die Lagerfläche 41 eingeschraubt, bis die Oberfläche 52 der Probe 13 mit
dem Boden 87 der Platte 84 in Berührung kommt, was durch einen deutlichen Einschraubwiderstand
angezeigt wird, worauf die ansonsten unverformbare Platte 7 auf der Platte 84 fixiert
ist. Die Oberfläche 52 ist nunmehr relativ zur Vorderseite 25 richtig plaziert.
Es genügt sodann, die Konterschraube 43 bis in Kontakt mit der hinteren Stirnfläche
des Stopfens 42 festzuziehen und in dieser Stellung zu sichern. Nach diesem Verfahren
wird für alle mit Proben zu besetzenden Drehringe vorgegangen, so dass die Platte
7 schliesslich mit allen Proben in der jeweils richtigen Position bestückt ist,
die sich nach erfolgter Montage der Platte auf dem Drehmechanismus schliesslich
auch in der richtigen Lage relativ zur theoretischen Reflexionsebene 3 des Goniometers
befinden.
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Fig. 6 zeigt in stark schematisierter und vereinfachter Form eine
Ansicht der Oberfläche des Drehmechanismus, auf welcher die Probenhalterplatte 7
zu montieren ist. In gleicher Weise stellt die Fig. 7 in der Draufsicht diesen Drehmechanismus
dar.
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Die Drehachse der gesamten Vorrichtung ist durch die Bezugsziffer
6 bezeichnet. Konzentrisch mit dieser senkrechten Achse 6 sind eine feste Platte
54 als Tragelement für
die Gesamteinrichtung sowie eine Ringplatte
55 (in Fig. 6 im Schnitt aufgezeigt) zur Aufnahme der Halterung für das Goniometer
(nicht dargestellt) angeordnet, wobei die letztere (nach einem an sich bekannten
Prinzip) immer unter einem Winkel dreht, der doppelt so gross ist wie der Drehwinkel
des eigentlichen Drehmechanismus. Der eigentliche Drehmechanismus ist über einen
mittleren Drehzapfen 56 gelagert, der durch einen entsprechenden Mechanismus (nicht
dargestellt) in die jeweilige Drehbewegung versetzt wird. Der Drehmechanismus besteht
aus einem Lagerelement 57 von runder Form und einer stehenden Platte 58, die drei
horizontale zylindrische Rohre umfasst bzw. trägt, deren Achsen parallel zueinander
und senkrecht zur Ebene des Lagerelements verlaufen. Diese drei Achselemente 59,
60, 61 dienen der drehbaren Aufnahme des Antriebsmechanismus für die Platte 7 (Achselement
59), der eigentlichen Platte 7 (Achselement 60) sowie des Antriebsmechanismus zur
Drehung der Proben auf der Platte (Achselement 61).
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Um die Steifheit der Gesamtanordnung zu erhöhen und jede Durchbiegung
der Achselemente auszuschliessen, sind verstärkte Lagerungen in der stehenden Platte
vorgesehen, und zwar bei 62 für das Achselement 59, bei 63 für das Achselement 60
und bei 64 für das Achselement 61.
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Fig. 8 zeigt in schematischer Form in der Vorderansicht die von den
Drehachsen 59, 60 und 61 getragenen drei drehenden Elemente.
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Die Drehachse 59, deren Drehbewegung von einem an der Rückseite der
Platte 58 angeordneten, in der Figur Jedoch nicht dargestellten Elektromotor bewirkt
wird, trägt zwei runde Scheiben, welche um diese Achse drehen. Die erste dieser
Scheiben 65 auf der Drehachse 59 ist glatt und besitzt auf ihrer Vorderseite einen
kleinen Nocken 66, der auf der Scheibe befestigt ist und mit ihr dreht. Sie umfasst
darüberhinaus
an ihrem Umfang einen weiteren kleinen Nocken 67 als Drehendanschlag. Die zweite
runde Scheibe 68 ist mit Hilfe an sich bekannter Mittel koaxial zur ersten Scheibe
und vor dieser befestigt, hat einen geringeren Durchmesser als die erste Scheibe
und besitzt an ihrem Umfang eine Ausnehmung 69, deren Funktion an anderer Stelle
zu erläutern sein wird. Beide Scheiben sind auf der Drehachse 59 möglichst nahe
an der Vorderseite der Platte 58, jedoch frei drehbar montiert.
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Die Drehachse 60 trägt zwei freibeweglich um sie drehende Elemente,
von denen das erste -in Form eines genuteten Sechsecks und das auf dieses präzise
befestigte zweite Element die vollständig mit Probenträgern bestückte Platte 7 ist.
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Das erste dieser Elemente besteht im wesentlichen aus einer Platte
70 mit Anordnung in einer gemeinsamen Ebene mit der Scheibe 68. Diese Platte, die
in etwa die Form eines Sechsecks hat, weist an ihrem Umfang im Wechsel sechs Ausnehmungen
71 in Kreisbogenform und sechs Radialnuten 72 auf, wobei jede Ausnehmung zwischen
zwei Nuten bzw. jede Nute zwischen zwei Ausnehmungen liegt. Die Platte 70 is koaxial
auf einem Stutzen 73 befestigt, der seinerseits freibeweglich, jedoch ohne Spiel,
auf der Drehachse 60 sitzt; der Stutzen 73 besitzt an seinem Umfang sechs um 60
Grad versetzte kleine Nuten 74.
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Das zweite Element besteht aus der vollständigen Platte 7, die so
auf der Drehachse 60 montiert ist, dass einerseits die Ringzone 21 ohne Spiel auf
dem Stutzen 73 aufliegt und gleichzeitig über die umlaufende Abtreppung 76 mit dem
Rand 75 (siehe Fig. 4) zur Anlage kommt, und dass andererseits die beiden Zapfenelemente
23 und 24 jeweils genau zwei der sechs Nuten 74 gegenüberliegen. Eine nicht dargestellte
axiale Schraube hält die Platte 7 gegen den
Stutzen 73. In dieser
Stellung sind die Proben auf der Plattenvorderseite angeordnet, während die Zahnkränze
18 sich auf der Rückseite der Platte in einer Ebene befinden, die es ihnen ermöglicht,
å jeweils in Eingriff mit einem fest auf der Achse 61 montierten Zahnritzel 77 zu
gelangen; der an der Rückseite der Platte 58 montierte Antriebsmotor ist in der
Figur nicht dargestellt.
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Der Radius der Ausnehmungen 71 ist praktisch gleich dem der Scheibe
68 und es sind diese Ausnehmungen so angeordnet, dass bei entsprechend ausgerichteter
Platte 70 irgendeine der Ausnehmungen 71 mit der Scheibe 68 in Kontakt steht und
mit maximaler Genauigkeit deren Konturen abgreift, was bedeutet, dass die Platte
70 ruhig steht und auch bleibt, wenn die Scheibe selbst um die Achse 59 dreht (ausgenommen
die Ausnehmung 69). Eine Drehbewegung der Platte um die Achse 60 wird jedoch ermöglicht,
wenn im Zuge der Drehung in Richtung des Pfeils 78 das Ende 79 der Ausnehmung 69
bei 80 die die Achsen 59 und 60 miteinander verbindende theoretische Linie erreicht
und wenn der gleichzeitig mit den Scheiben 65 und 68 drehende Zapfen 66 in eine
der Nuten 72 eingreift, die ihn bei ihrer Bewegung bis zu dem Augenblick mitnimmt,
da er sich im Zuge der Mitnahme bei seiner Drehbewegung um die Achse 59 von ihr
entfernt und aus ihr austritt. In diesem Moment gelangt das andere Ende 81 der Ausnehmung
69 in Kontakt mit dem Ende 82 der Ausnehmung 83, welche auf diejenige Ausnehmung
folgt, die gerade ausser Eingriff mit Scheibe 68 gekommen ist, so dass die Platte
70 erneut stillgesetzt wird, während die Scheiben 68 und 6c ihre Drehung fortsetzen
können. Zu beachten ist, dass die Schultern 17 und die Zahnkränze 18 so angeordnet
sind, dass sie bei Drehung der Platte 7 niemals mit den
Scheiben
65 und 68 oder mit dem Zapfen 66 in Berührung kommen, da sie in einer anderen Ebene
als die beiden Scheiben 65 und 68 ausgebildet sind.
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Die Funktion der Vorrichtung in ihrer Gesamtheit ist wie folgt Die
nach der vorbeschriebenen Verfahrensweise mit Proben bestückte Platte 7 wird so
auf der Platte 58 plaziert, dass die beiden Nocken 23 und 24 in zwei diametral gegenüberliegende
Nuten 74 eingreifen und der Zahnkranz 18 der Schulter 17 einer der Proben mit dem
Ritzel 77 der Drehachse 61 kämmt. Die Platte 7 wird nunmehr auf der Platte 58 mittels
einer entsprechenden Schraube befestigt, welche durch die mittlere Öffnung 19 verläuft
und in das Gewinde der in der Tafel 58 für die Drehachse 60 ausgebildeten Lagerfläche
89 eingeschraubt. Der mit der Platte 7 bestückte Drehmechanismus 57 wird relativ
zum eigentlichen Goniometer in die richtige Lage verbracht, bevor die wie folgt
ablaufenden Messungen (siehe Fig. 12 mit dem vereinfachten Schaltbild) in Angriff
genommen werden können.
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Nachdem die goniometrische Vorrichtung, d.h. das Goniometer selbst
und der Drehmechanismus mit der Probenhalterplatte, über ihren eigenen Steuerkreis
(im Schaltbild gemäss Fig. 12 nicht dargestellt) in Betrieb gesetzt wurde, wird
der Hauptschalter 90 in Form eines zweipoligen Schaltelements zur Steuerung der
erfindungsgemässen Vorrichtung eingelegt. Eine Neonlampe 91 zeigt dem Bedienungsmann
an, dass elektrische Spannung an den Klemmen ansteht. Der über den Schalter 90 gesteuerte
Stromkreis schliesst über den eingelegten Schalter 93 (wie in der Figur dargestellt)
zum Motor 92. Dieser die Drehung einer Probe selbst über das Zahnritzel 77 der Drehachse
61 bewirkende Motor 92 setzt sich in Bewegung und führt diese Drehbewegung solange
fort als das Goniometer selbst dreht. Während dieser ganzen
Zeit
sind die drei Schalter 94, 96 und 97 geeffnet. Sobald das Goniometer eine vorgegebene
Position erreicht, bewirkt es auf mechanischem Wege ein kurzzeitiges Schliessen
des Schalters 94, der einerseits über nicht dargestellte Stromkreise die Rückstellung
des Goniometers in seine Ausgangsposition und andererseits die Drehung des Motors
95 der Probenhalterplatte bewirkt und schliesslich den Schalter 96 schliesst, der
selbst geschlossen bleibt und die im Ablauf begriffenen beiden Drehbewegungen aufrechterhält,
während der Schalter 94 erneut in dem Augenblick öffnet, wo das Goniometer seine
Endstellung verlässt. Der Motor 95 zur Drehachse 59 bewirkt mechanisch die Drehung
der Platte 7 durch Eingriff des Nockens 66 in eine der Nuten 72. Seine Eigenbewegung
wird automatisch durch den Vorsprung 67 unterbrochen, der den Schalter 96 in dem
Moment öffnet, da die nächste Probe eine gute Position erreicht hat, in der sie
selbst über das ständig drehende Ritzel 77 mitgenommen und in Drehung versetzt werden
kann. Während der Rückstellung des Goniometers wird die zweite Probe bis zu dem
Augenblick der Rdatgenstrahlung ausgesetzt, da das Goniometer seine Ausgangsposition
erreicht hat/ in welcher es über den Schalter 97 stillgesetzt wird, wenn dieser
schliesst und dabei die gleiche Rolle spielt wie der Schalter 94 in der anderen
Endstellung des Goniometers. Auf diese Weise wird verhindert, dass der Rückstellhub
des Goniometers ungenutzt bleibt.
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Sobald alle Proben der Strahlung ausgesetzt worden sind, wird der
Mikroschalter 93 über den Nocken 101 geöffnet, wodurch die Drehbewegung des Motors
92 unterbrochen wird, was der Bedienungsmann am Aufleuchten der Neonlampe 98 erkennt,
die bei geeffnetem Mikroschalter (dieser ist in dieser Stellung auf die Klemme 99
geschaltet) mit Spannung beaufschla-gt ist. Nach Auswechseln der Platte 7 gegen
eine mit Proben besetzte andere kann durch Drücken des Knopfes
loo,
der den Motor 92 erneut anlaufen lässt und den Mikro, schalter 93 schliesst, ein
neues Arbeitsspiel eingeleitet werden.
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Nachdem vorstehend ein Ausführungsbeispiel sowie der Funktionsablauf
der erfindungsgemässen Vorrichtung beschrieben wurde seien nunmehr die Merkmale
derselben erläutert.
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Die erfindungsgemässe Probenhalterung, die eine bestimmte Anzahl von
Zellen zur Aufnahme jeweils einer Probe umfasst, ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet,
dass sie mit Mitteln versehen ist, welche jede Probe aufeinanderfolgend und automatisch
auf bestimmte Dauer an eine Stelle verbringen, an welcher sie einer bestimmten Untersuchung
auf einer ihrer vorher plangearbeiteten Flächen unterzogen werden soll, und dass
jede Zelle versehen ist mit Mitteln zur Fixierung der Probe an dieser Stelle in
der Weise, dass alle Planflächen der Proben untereinander parallel sind, sowie mit
Mitteln zur Verschiebung einer jeden Probe entsprechend der Achse ihrer Zelle oder
Aufnahme, indem gleichzeitig ihre Planfläche parallel gehalten wird, wobei die so
bewirkte Verschiebung eine Fixierung der Probe in einem vorgegebenen Abstand zu
einem festen Bezugspunkt (beispielsweise einem Rand der glatten Oberfläche) der
Probenhalterung parallel zu den Planflächen der Proben selbst ermöglicht.
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Auf diese Weise genügt es, die Probenhalterplatte an die entsprechende
Stelle der Probenhalterung zu plazieren, um jede beliebige Probe selbst in eine
für die betreffende Untersuchung günstige Position zu bringen, wie dies die jeweiligen
Bedingungen erfordern mögen, und um dank der Mittel, mit denen die Probenhalterplatte
versehen ist, jede Probe aufeinanderfolgend in die jeweils gewünschte Versuchsposition
zu überführen, ohne dass irgendeine neue Lagekorrektur erforderlich ist.
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Wenngleich offensichtlich verschiedene Formen von Probenhalterplatten
möglich sind, so ist doch einem Probenhalter in Form einer kreisrunden Scheibe der
Vorzug zu geben, die an ihrem Umfang eine bestimmte Zahl zylindrischer Zellen in
gleichmässiger Verteilung um die Scheibenachse als Mittelpunkt herum aufweistswodurch
sich einerseits eine grosse Zahl von Zellen bereitstellen lässt und andererseits
bei gleicher Zellenanzahl der PlAtzbedarf der Probenhalterplatte reduziert, die
ausserdem während des Einsatzes an ihrem Platz bleibt.
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Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die kreisrunde Probenhalterscheibe
automatisch in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt, nachdem alle Zellen, mit denen
sie bestückt ist, an der Station, wo die jeweilige Untersuchung stattfindet, vorbeigelaufen
sind.
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Nach einer besonders vorteilhaften baulichen Abwandlung der erfindungsgemässen
Vorrichtung ist die Probenhalterscheibe mit einem kreisrunden glatten Rand senkrecht
zu ihrer Achse ausgebildet und ist jede der Zellen mit einer mit Gewinde versehenen
Lagerfläche achsparallel zur Scheibenachse versehen, wobei die Probenträger einer
mit Gewinde ausgestatteten Lagerfläche deren Verschiebung und Einstellung in die
jeweils richtige Lage durch Einschrauben in die in der Scheibe ausgebildeten Zellen
ermöglichen.
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Eine besonders vorteilhafte weitere Ausführungsform dieser Vorrichtung
umfasst Probenträger mit Mitteln zur Drehung der Probe selbst um die Zellenachse
ohne lagemässige Veränderung ihrer Plan- oder Stirnfläche. Erfindungsgemäss bestehen
diese Mittel aus zwei Drehlagern mit Kugellagerung und einem Drehmitnehmer, vorzugsweise
einem Zahnritzel.
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Erfindungsgemäss bestehen darüberhinaus die Mittel zt;a aufeinanderfolgenden
und automatischen Ineingriffbringen einer jeden auf der Probenhalterplatte befindlichen
Probe mit dem Drehelement für die jeweilige Probe auf vorbestimmte Dauer zweckmässigerweise
aus zwei miteinander in Eingriff gelangende drehende Scheiben, deren erste glatt
und kreisrund ist und einen mit ihr drehenden Nocken sowie eine kreisrunde und mit
der Scheibe koaxiale zentrale Verdickung umfasst, aber an ihrem Rand mit einer entsprechenden
Ausnehmung gegenüber dem Nocken versehen ist; und deren zweite eine kreisrunde Form
hat und an ihrem Umfang abwechselnd mit runden Ausnehmungen (im gleichen Radius
wie die Verdickung der ersten Scheibe) und Nuten (vorzugsweise Radialnuten) versehen
ist, wobei insgesamt die Anordnung so gewählt wird, dass durch Drehung der ersten
Scheibe selbst eine Drehbewegung der zweiten Scheibe bewirkt wird, wenn der in Drehung
befindliche Nocken in eine der Nuten eingreift und von dieser mitgenommen wird,
und dass diese drehende erste Scheibe eine Drehbewegung der zweiten Scheibe verhindert,
sobald der Nocken ausser Eingriff mit einer der Nuten gelangt ist, worauf eine der
Ausnehmungen der zweiten Scheibe sich völlig gegen die runde Verdickung der ersten
Scheibe legt und mit ihrem Kreisumfang verschmilzt.
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Wie bereits an anderer Stelle gesagt, ermöglicht die erfindungsgemässe
Vorrichtung eine sehr hohe Genauigkeit hinsichtlich der Positionierung der zu untersuchenden
Proben sowie eine aufeinanderfolgende und automatische Untersuchung derselben ohne
menschlichen Eingriff.
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Der besonders einfache Austausch einer Probenhalterplatte durch eine
andere vollständig vorbereitete Platte lässt eine Verkürzung der für diesen Vorgang
sonst erforderlichen Zeit um einige Sekunden zu, was
keinerlei
Nachrichten von Proben mehr erforderlich macht, weil deren Plazierung vorher und
vom Drehmachanismus getrennt erfolgenkann. Ausserdem wird durch die Drehung der
Probe selbst deren strahlungsaufnehmende Fläche vergrössert und lassen sich Fehler
aufgrund einer zufällig günstigen Plazierung der Proben ausschliessen: die Qualität
der Messung wird damit in einem entsprechenden Nasse verbessert.
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PATENTANSPRÜCHE