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Hochvakuumgerät Die Erfindung betrifft ein Hoehvalcuumgerät, das beispielsweise
aus einer Pumpe und einem Rezipienten besteht. Derartige Aggregate besitzen zur
Zeit im allgemeinen starre Verbindungsleitungen, insbesondere Glasrohre. In rvissenschaftlichen
und technischen Versuchslaboratorien, in denen die Pumpe und der Rezipient häufig
umgestellt werden müssen, hat man gelegentlich elastische P, indeglieder, insbesondere
biegsame Metallschläuche, oder metnbranartige Verbindungsstücke aus Metall verwendet,
um eine gewisse Beweglichkeit des Rezipienten zu erzielen.
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Indessen gestatten solche Verbindungen die Erhaltung eines lvirklichen
Hochvakuums nicht oder doch nur vorübergehend in den Händen besonders geschickter
Fachleute.
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AuBerdem gestatten sie nur eine beschränkte Bewegung der Teile gegeneinander.
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Die Erfindung betrifft eine Anordnung, durch die die Teile des Aggregats,
also beispielsweise die Pumpe und der Rezipient, innerhalb praktisch beliebig weiter
Grenzen gegeneinander beweglich sind. Eine solche Anordnung bietet beispielsweise
bedeutende Vorteile für die Durchleuchtungstechnik sowohl bei der Prüfung von Werkstoften
als auch bei der Diagnostik und Therapie von Patienten. Durch die neue Anordnung
kann der Rezipient, beispielsweise eine Entladungsröhre, in jedem beliebigen Abstand
und für j ede beliebige Bestrahlungsrichtung zum Gegenstand oder zum Patienten eingestellt
werden.
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Die neue Anordnung gestattet, die folgenden Bewegungen während des
Betriebes vorzunehmen : Der Ort und die Lage der Pumpen und der Ort und die Lage
der Rezipienten können verändert werden. Beide Veränderungen können gleichzeitig
vorgenommen werden, und Ort und Lage von Pumpen und Rezipienten gegeneirlander köllnen
verändel-t werden.
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Um diese Orts-und Lageveränderungen auch unter Aufrechterhaltung
höchster Vakua zu errnöglichen, wird die Pumpe mit dem Rezipienten durch eine aus
starren Rohrteilen zusammengesetzte Rohrleitung verbunden, deren Teile durch Kegelschliffe,
Kugelscllliffe oder teleskopartig ineinander verschiebbare Scllliffe miteinander
verbunden sind, welche durch Widerlager, beispielsweise ballige Is ugellager, Kugelzapfen
oder I<ugellagerführungen, in einem geringen Abstand voneinander gehalten werden,
der durch ein flüssiges oder viskoses oder ein elastisch festes. mit ersterem kombiniertes
Dichtungsmittel ausgefüllt ist. Infolge dieser Art der V erlindung können der Rezipient
und die Pumpe gegeneinander sowohl drehende wie schwenkende oder axiale Bewegungen
ausführen. Hierbei geht das Hochvakuum während des Betriebes nicht verloren, da
das Dichtungsmittel zwischen den Schliffen den Zutritt der Außenluft zum Rezipienten
unmöglich macht.
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Um die Pumpe und den Rezipienten hochspannungssicher voneinander
zu trennen, werden einzelne Teile der Leitung aus Isolierstoff hergestellt.
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Es ist schon früher der Versuch gemacht worden, bewegliche Leitungen
der in Rede stehenden Art derart auszuführen, daß sie das Hochvakuum aufrechterhalten.
So hat man beispielsweise einzelne Teile eines Hochvakuumgerätes
mittels
kegelförmiger Schliffe in einem bestimmten Sinne beweglich gegeneinander gemacht.
Indessen liegen bei dieser bekannten Einrichtung die Schliffe uninittelbar aufeinander,
so daß die leichte Beweglichkeit während des Betriebes verlorengeht.
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Auch hat man vorgeschlagen, eine leichte Beweglichkeit derartiger
Teile dadurch zu erzielen. daß diese elastische Membranen oder elastische Rohre
enthalten, die eine Beweglichkeit innerhalb bestimmter Grenzen gestatten. Die weite
Beweglichkeit, die durch die in einem geringen Abstand voneinander angeordneten
Schliffe erreicht wird, läßt sich bei derartigen Einrichtungen nicht erreichen.
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Die Zeichnung veranschaulicht einige Ausführungsbeispiele.
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Abb. 1 ist eine Ansicht einer von einer Pumpe und einem Rezipienten
gebildeten Anordnung; Abt. 2 ist eine Ansicht des Rezipienten nach einer zu Abb.
I senkrechten Ebene zur Darstellung der verschiedenen Einstellungsmöglichkeiten,
und Abb. 3 bis 7 sind Längsschnitte durch verschiedene Kupplungen.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. I gestellt die Anordnung aus
einer Hochvakuumpumpe a und einem Rezipienten c, die durch Verbindungsleitungen
bl, b2 und b3 miteinander verbunden sind und in ihrer Gesamtheit mittels eines aus
Armen g1, g2 aus Isolierstoff und Armen h1 <2 aus beliebigem Stoff bestehenden
Bügels an dem Festpunkt f eines nach allen Koordinaten beweglichen Stativs unter
Gewichtsausgleich aufgehängt t sind. Der Rezipient besteht im vorliegenden Falle
aus einer metallischen Röntgenröhre mit Glühkathode s und exzentrisch gelagerter
Drehanode <1, die dadurch einen Motore über ein Getriebe gedreht wird.
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Tn dein dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Verbindungsleitung
aus zwei metallischen Rohrstücken b1 und 173 und einem aus Isolierstoff bestehenden
Rohrstück b.
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Diese Teile sind durch Schliffe verbunden, welche zum Teil verkittet
werden können.
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Je nach der gewünschten Beweglichkeit der Röhre kann einer oder können
mehrere dieser Schliffe mittels einer oder mehrerer der im nachstehenden beschriebenen
Kupplungen beweglich gekuppelt werden. 7. wischen den Teilen b1 und b3 können zwecks
Isolierung der Pumpe gegen Überschläge aus dem Rezipienten und umgekehrt in bekannter
Weise eine Hochspannungs- bzw. Hochvakuumsicherung sowie eine Gasfalle eingebaut
werden.
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Mittels der beschriebenen Einrichtung, bei der die Pumpe und der
Rezipient am Punkt f des Stativs aufgehängt sind, kann der Abstand zwischen Röhre
und Objekt bzw. Patient eingestellt werden.
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Abb. 2 zeigt nun, wie der Rezipient, im vorliegenden Falle die Röntgenröhre
c, beispielsweise mn den Schliff des Verbindungsrohres b3 gedreht werden kann. Die
Röntgenröhre kann in der durch Pfeile angedeUteten Weise in einem beliebigen Winkel
nach rechts oder links gedreht werden. Man kann daher die metallische, an der Pumpe
hängende Röntgenröhre in demselben Umfang neigen, wie es bei abgeschmolzenen Röhren
möglich ist, die an ähnlichen Stativen angebracht sind.
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Man kann daher den Patienten beliebig von oben, von vorn, von hinten
oder von unten durchleuchten. Gleichzeitig kann in bekannter Weise die Lage des
Objekts bzw. des Patienten mit Hilfe eines einstellbaren Tisches geändert werden.
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Will man die Röhre in einer anderen Ebene drehen, beispielsweise
innerhalb der Zeichenebene, so wird das Verbindungsrohr b3 als ein nach vorn oder
hinten gerichteter Rohrkräinmer ausgebildet. Will man sie in der Waagerechten drehbar
machen, so findet ein Rohrkrümmer b3 Verwendung, der nach oben oder unten gerichtet
ist. Durch Aneinanderreihung mehrerer derartiger Drehungsstellen läßt sich jede
beliebige Drehung der Röhre erreichen.
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Um nun eine Drehung des Rezipienten oder der Pumpe beispielsweise
um die Achse des Rohres b2 zu ermöglichen, ist zwischen dem Rohr b3 und dem Rezipienten
oder zwischen den Rohren b1 und b2 eine leicht bewegliche Kupplung angeordnet, die
in Abb. 3 im einzelnen dargestellt ist. Der an dem Rezipienten sitzende Stutzen
und das anschließende Ende des Rohres b3 sind mit konischen Schliffen versehen,
die durch ein balliges Kugellager i in einem gewissen Abstand voneinander gehalten
werden und durch ein flüssiges oder viskoses oder ein elastisch festes oder aber
durch beiderlei Dichtungsmittel kombiniert abgedichtet werden; das Dichtungsmittel
befindet sich in einem Gehäuse 1 mit Füllöffnung It. Das ballige Kugellageri wird
im Gehäuse mittels eines eingeschraubten Ringes 13 gehalten; das Gehäuse wird auf
den Stutzen c aufgeschraubt und durch einen Ring 13 gesichert.
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Die Kupplung wird wie folgt hergestellt: Auf dem Rohr h8 werden das
Kugellageri und die Scheibe k geschraubt und durch die Gewinderinge festgestellt;
das Gehäuse I wird übergeschoben und das Kugellager durch Einschrauben des Deckels
l2 befestigt. Die beiden Schliffe werden mit einem viskosen Dichtungsmittel, beispielsweise
Gummi fett, bestreichen und ineinandergesteckt, indem die Büchse I auf das Gewinde
des Stutzens c geschraubt
wird. Durch eine geringfügige Rückwärtsdrehung
wird dann zwischen den Schlieffen der gewünschte Zwischenraum hergestellt und durch
Anziehen des Gewinderinges 13 festgelegt. Das Gehäuse 1 wird nun durch die Offnung
1l mit Dichtungsmitteln angefüllt. Diese werden durch die Scheibe k von dem Kugellager
i ferngehalten. Man erreicht so eine vollkommen freie Drehbarkeit des Rohres b3
in dem Stutzen des Rezipienten c.
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In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 ist die Büchse I durch zwei
Feststellringe auf dem Stutzen des Rezipienten ci befestigt, Um eine Einstellung
des Zwischenraumes zwlschen dem Rohr b3 und dem Stutzen c1 des Rezipienten zu ermöglichen,
ist der das Kugellager i tragende Ring in mit dem eingeschrauben Ring 12 fest verbunden.
Durch mehr oder weniger tiefes Einschrauben des Ringes 12 wird der Zwischenraum
verändert und durch Feststellschrauben 14 fixiert.
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Abb. 5 zeigt eine Kupplung, die eine Schwenkbewegung des Stutzens
c1 gegenüber dem Rohr b3 ermöglicht. Die beiden Teile b3 und c1 sind mit kugelförmigen
Schlitten versehen, zwischen denen gleichfalls ein Zwischenraum gebildet wird, der
durch ein viskoses oder flüssiges Dichtungsmittel ausgefüllt wird. Das Dichtungsmittel
wird in einem zweiteiligen, kugelförmigen Gehäuse t mit Füllöffnung t1 untergebracht.
Der Zwischenraum zwischen den Schlieffen wird durch einen Kugelzapfen u und eine
Pfanne iti hergestellt. Der Zapfenu sitzt konzentrisch in den Schliffen, und die
Pfanne xl ist auf einer Büchse it angebracht, die in dem Rohr b3 verstellbar ist.
Bei der dargestellten Anordnung muß die Einstellung der Pfanne vor dem Zusammensetzen
der Kupplung vorgenommen werden. Man kann aber das Lager it, it1 auch auf der Außenseite
der Kupplung anordnen, um eine Verstellung nach Herstellung des Vakuums zu ermöglichen.
Auch in diesem Falle kann man zwecks Verminderung der Reibung Kugellager anordnen.
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Abb. 6 zeigt ein Beispiel.
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Abb. 7 zeigt eine Kupplung, die eine Längsverschiebung des Rezipienten
ermöglicht. Das Rohr b3 ist mit balligem Kopf in dem Stutzen c1 längsverschiebbar.
Zwischen dem balligen Kopf und der Innenwand des Stutzens ci befindet sich ein schmaler
zylindrischer Zwischenraum. Die Lage des balligen Kopfes im Stutzen c1 wird durch
eine auf dem Rohr b3 befestigte Büchse v aufrechterhalten, die durch Kugellager
v1 auf dem Stutzen c1 von außen geführt ist. Das flüssige oder viskose Dichtungsmittel
wird dem Zwischenraum aus einem Behälter r zugeführt. Das Rohr c, kann außerdem
innen mit einem elastisch festen Dichtungsmittel ausgekleidet werden, oder es kann
der Kopf von b3 außen mit einem solchen Material umkleidet werden.
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Durch Verwendung mehrerer der beschriebenen Kupplungen läßt sich
jede beliebige Verstellbarkeit des Rezipienten erzielen.
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Sollte auch die Pumpe gegenüber der Leitung drehbar, schwenkbar oder
ausziehbar angeordnet werden müssen, so läßt sich eine ganz entsprechende Anordnung
verwenden. Durch Vereinigung einer genügenden Anzahl der verschiedenen Kupplungen
erzielt man ganz neuartige Hochvakuumleitungen, die in ihren einzelnen Gliedern
starr, als Ganzes jedoch nach Länge und Richtung beliebig verstellbar sind. Es sei
auch darauf hingewiesen, daß man durch Aneinanderreihen mehrerer ausziehbarer Kupplungen
der in Abb. 7 dargestellten Art eine teleskopartig ausziehbare Vakuumleitung erhält.
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Durch die Einschaltung der beschriebenen Kupplungsteile werden Hochvakuumleitungen
gleichzeitig gegen Bruch im Falle von mechanischen oder thermischen Beanspruchungen
geschützt.