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Vorrichtung zum Justieren von Kristallen. Bei den neuzeitlichen Untersuchungen
an Kristallen mit Hilfe von Röntgenstrahlen taucht die -Notwendigkeit auf, den Kristall
nach einer äußerlich sichtbaren Kristallkante oder einer nicht sichtbaren, anderweitig
im Kristall festliegenden Richtung relativ zu einer im Aufnahmeapparat (photographische
Kamera) festliegenden Richtung, z. B. einer Drehachse, auszurichten und den ausgerichteten
Kristall an einen bestimmten Ort, etwa in diese Drehachse, zu bringen. Im allgemeinen
ist diese Aufgabe durch die in den kristallographischen Reflexionsgoniometern verwendeten
Zentrier- und Justiervorrichtungen mit zwei senkrecht zueinander verschiebbaren
geradlinigen Schlitten und zwei ebenfalls senkrechten Kreisschlitten gelöst.
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Derartige justiervorrichtungen sind vielfach zu den genannten röntgenographischen
Kristalluntersuchungen schlecht verwendbar, und zwar wegen ihrer Größe, die im allgemeinen
nicht unter ein gewisses Maß herabgedrückt werden kann, die dann aber für die in
ihrer Größe nach oben hin beschränkten Röntgenkameras meist noch zu groß ist. Zudem
blenden sie die reflektierten Strahlen nach einer Richtung hin ab.
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Im folgenden ist die Erfindung einer justiervorrichtung beschrieben,
die im kleinen, d. h. in für die genannten Zwecke brauchbaren Dimensionen, ausführbar
ist und es ermöglicht, den Kristall in gewünschter Weise einzustellen.
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Die Erklärung wird an einem Beispiel durchgeführt, bei welchem der
Kristall auf einer Drehwelle zu montieren ist, deren Achse die erwähnte feste Richtung
der photographischen Kamera darstellt, in welche der Kristall zu bringen ist. Vorausgesetzt
wird, daß die Lagerbuchsen der Kamera und des Reflexionsgoniometers kongruent sind,
so daß nach erfolgter Justierung im Goniometer die Welle mitsamt dem Kristall ici
die Kamera überführt «-erden können. Ferner wird bemerkt, daß die Wellenachse nur
als geometrischer Ort eine Rolle spielt, d. h. daß die Verschiebung längs der Achse
wegen der Verstellbarkeit der Welle in ihrer Längsrichtung unwesentlich ist.
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Das Prinzip der Erfindung beruht auf dem aus der analytischen Mechanik
bekannten Satz, daß die Parallelverschiebung eines Körpers in einer Ebene durch
zwei Drehungen in dieser Ebene ersetzt werden kann. Soll der Körper nicht parallel
verschoben, sondern in der Ebene gedreht an den gewünschten. Punkt kommen, so läßt
sich der hierfür gewählte Drehpunkt mit einem der beiden Verschiebungsdrehpunkte
zusammenfallend wählen. Die für den Kristall erforderliche allgemeine Drehung und
Verschiebung läßt sich zusammensetzen aus zwei Paaren der beschriebenen Bewegungen
in zwei zueinander senkrechten, sich in der Drehachsenrichtung schneidenden Ebenen.
Es genügt also, an Hand der Abbildungen die mechanische Ausführung für eine der
beiden Ebenen zu erläutern.
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In der Abb. i bedeutet TT' die Welle mit der punktierten Achse a..
g1 und g2 sind Kugelgelenl:
e, «-obei die Kugelmittelpunkte die
angeführten Drehpunkte darstellen. Die Kugel r trägt einen längeren Stiel Fl, an
dessen Ende die Klaue des zweiten Gelenkes festsitzt. Die Kugel 2 trägt einen kürzeren
Stiel, auf dessen Ende der Kristall K befestigt wird. Der Kristall soll z. B. so
eingestellt werden, daß die durch verstärkte Linien hervorgehobenen Kanten parallel
der Drehachse a liegen. Man sieht auch ohne mathematische Erläuterung, daß die erste
Drehung um g., welche die Kante parallel zu a macht, zwar den Kristall aus der Drehachse
herausbewegt, daß diese Herausbewegung aber durch die Rückdrehung mit Hilfe des
Kugelgelenks g1 wieder zurückgeholt werden kann. Dann ist noch eine Nachkorrektur
der Parallelstellung mit g2 evtl. eine weitere Korrektur mit g1 notwendig.
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Dieselbe Justierung muß darauf in der zur Zeichnung senkrechten Ebene
vorgenommen werden, womit die vollständige Parallelstellung der Kante durchgeführt
ist.
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Die Ausführung der Justierung geschieht natürlich unter Benutzung
der optischen Hilfsmittel des Reflexionsgoniometers.
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Wesentlich und daher mit einen Teil der Erfindung bildend ist die
Vorrichtung, mit Hilfe deren die drehenden Kräfte auf die Kugelgelenke ausgeübt
werden. Sie erfüllen die Bedingung, die Stiele an den Kugeln nur in je einer Ebene
bewegen zu können.
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Zu diesem Zweck sind für jedes Gelenk je zwei Gabeln Z in der aus
der Abb. r ersichtlichen Form vorgesehen, deren Anbringung und Zweck am Beispiel
einer der unteren, zum Kugelgelenk g1 gehörigen Gabel erläutert werden kann. Die
Gabel, bestehend aus dem Griff L1, dem Stiel Hl, dem Anschlag S1 und der exachsial
angebrachten Gabelspitze Z1, wird in dem Lager T1 so montiert, (laß die ideelle
Achse b1 durch den Mittelpunkt der Kugel des Gelenkes g1 geht. Man sieht, daß bei
einer Drehung am Griff L1 die über den Stiel F1 geschobene Gabelspitze eine Drehung
des Stieles senkrecht zur Zeichnungsebene hervorzubringen vermag. `ach Ausführung
der Drehung kann die Gabel in Richtung der Achse b1 zurückbewegt werden, um für
die zweite untere Gabel Platz zu machen. Diese zweite Gabel ist identisch mit der
ersten und ist im Winkel von 9o° zur ersten montiert, so daß ihre Achse senkrecht
zu hl und der Zeichnungsebene liegt. Ihre Zinken M sind durch die beiden Vierecke
seitlich des Stieles F1 angedeutet.
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Dementsprechend sind die Gabeln für das Kugelgelenk g, anzubringen,
deren mit L29172, S2, Z2 und T2 bezeichneten Teile denen der ersten Gabel
entsprechen. Hierbei ist es unbedenklich für die kleinen in Betracht kommenden Bewegungen,
daß nach Drehung um g1 der Kugelmittelpunkt :2 etwas aus den Achsen. der zu g@ gehörigen
Gabeln herausgeschoben ist, da diese Gabeln ihre Funktionen auch dann noch auszuführen
vermögen. Notwendigenfalls kann dem durch eine kleine Verschiebungsmöglichkeit der
oberen Gabellager T, Rechnung getragen werden, welche nur die Richtung der Achsen
b. nicht ierdrehen darf. Abb. 2 zeigt den ausgerichteten Kristall nach Ausführung
der Drehungen.
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Es wird bemerkt, daß an Stelle der in Klauen gelagerten Kugeln auch
Doppelgelenke nach Art von cardanischen Gelenken verwendet «erden können. Ferner
ist es nicht notwendig, daß die beiden der einen Ebene zugehörigen Drehpunkte mit
den beiden zu der anderen Ebene gehörigen Drehpunkten zusammenfallen. Bei der Unabhängigkeit
der Drehungen könnte somit eine Konstruktion mit im ganzen vier in verschiedenen
Ebenen verlaufenden Drehachsen angewendet werden. Auch kann die Ausbildung der Gabeln
von der beschriebenen so abweichen, daß die an den Stielen angreifenden Kräfte nicht
als drehende Kräfte, sondern als Druck- oder Zugkräfte, etwa mit Hilfe von mit Schraubgewinden
oder Zahnstangen vorwärts und rückwärts beweglichen Stangen, wirken.
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Der Kristall ließe sich auch auf einem passenden Draht, etwa Bleidraht,
befestigen, an welchem die Drehungen mit Hilfe der Gabeln ähnlich wie bei Kugelgelenken
vorgenommen werden können.
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Für die Erfindung ist es unerheblich, ob sich die Justierv orrichtung
fest am Reflexionsgonioineter befindet und als ein Teil dieses Instrumentes ausgeführt
ist oder ob sie als ein unabhängiger Apparat an fertigen Goniometern hinterher angebracht
wird.