DE972756C

DE972756C - Device for transferring movements to an object located in the interior of an evacuated space and fastened to a movable holding piston by an externally driven device

Info

Publication number: DE972756C
Application number: DEB9457D
Authority: DE
Inventors: Walter Dr Rer Nat Dorn
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1943-02-28
Filing date: 1943-02-28
Publication date: 1959-09-17

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die es gestattet, Gegenstände, die sich zur Bearbeitung oder Beobachtung in evakuierten Räumen befinden, zu bewegen. Die Bewegung soll von außen in den evakuierten Raum übertragen werden, ohne daß dabei das Vakuum aufgehoben werden muß oder auch nur beeinträchtigt wird.The invention relates to a device that allows objects that are to be processed or observation in evacuated rooms. The movement is supposed to come from the outside be transferred into the evacuated space without breaking the vacuum must or is only impaired.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art besteht im wesentlichen aus einem Rohr, das auf einer Seite durch einen abnehmbaren Deckel luftdicht abgeschlossen ist, während in dem Rohr ein Kolben mit einer Aussparung für einen in einen evakuierten Raum einzuschleusenden Gegenstand axial verschiebbar angeordnet ist. Bei geöffnetem Deckel wird der einzuschleusende Gegenstand in die Aussparung im Kolben eingeführt, der Deckel verschlossen und der Kolben dann mit Hilfe einer Schraubenspindel in den evakuierten Raum hineinbewegt. Bei dieser Vorrichtung kann die Lage des einmal ins Vakuum eingeschleusten Gegenstandes von außen nur noch durch axiale Verschiebung des Kolbens verändert werden.A known device of this type consists essentially of a tube that is on one side is hermetically sealed by a removable lid, while in the tube with a piston a recess for an object to be smuggled into an evacuated space, axially displaceable is arranged. When the lid is open, the object to be smuggled into the recess inserted in the flask, the lid closed and the flask then with the help of a Screw spindle moved into the evacuated space. In this device, the location of the Once the object has been introduced into the vacuum, it can only be moved from the outside by axial displacement of the Piston can be changed.

Eine andere bekannte Halte- und Einschleusvorrichtung besteht aus zwei Kolben, die in den Gehäusewänden des evakuierten Raumes verschiebbar gelagert sind. Der einzuführende GegenstandAnother known holding and transfer device consists of two pistons which are inserted into the Housing walls of the evacuated space are slidably mounted. The object to be introduced

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ist am Ende des einen der beiden Kolben gehalten und wird im Raum zwischen den Kolben durch Verschieben beider Kolben in den evakuierten Raum eingeführt. Der Haltekolben kann in diesem Fall ganz aus dem Gerät herausgenommen werden und ist dann für das schwierige Befestigen kleiner Gegenstände, z. B. von Objekten zur Untersuchung in einem Elektronenmikroskop, leicht zugänglich. Der noch Luft enthaltende schädliche Raum zwisehen den beiden Kolben wird dadurch verkleinert, daß der zweite Kolben diesen Raum durch entsprechende Formung und Anpassung an den ins Vakuum einzuführenden Gegenstand weitgehend ausfüllt. Nach dem Einschieben der beiden Kolben werden die beiden Kolben wieder so weit voneinander getrennt, daß ein zwischen ihnen befestigtes Objekt z. B. im Strahlengang eines Elektronenmikroskops zur Beobachtung frei liegt. Bei dieser Vorrichtung kann das Objekt nicht unabhängig vom Kolben bewegt werden.is held at the end of one of the two pistons and passes through the space between the pistons Moving both pistons introduced into the evacuated space. The retaining piston can be in this The case can be removed completely from the device and is then smaller for the difficult attachment Objects, e.g. B. of objects for examination in an electron microscope, easily accessible. The harmful space that still contains air between the two pistons is reduced as a result, that the second piston this space by appropriate shaping and adaptation to the vacuum to be introduced largely fills. After pushing in the two pistons the two pistons are again separated so far that one is attached between them Object z. B. is exposed in the beam path of an electron microscope for observation. At this The device cannot move the object independently of the piston.

Schließlich kann auch bei einer ebenfalls bekannten Einschleusvorrichtung, die sich der Bohrung eines Hahnkükens als Schleusenraum bedient, ein in dieser Bohrung vorhandenes Objekt nur durch Verdrehen des Hahnkükens selbst und nur aus dem Strahlengang der Elektronenstrahlen heraus bewegt werden.Finally, in the case of a likewise known introduction device, which is located in the bore a stopcock as a lock area, an object in this borehole only through Turning the cock itself and only moving it out of the beam path of the electron beams will.

Eine wesentliche Verbesserung der Einstellung von Objekten im Strahlengang von Elektronenmikroskopen ist dadurch gewährleistet, daß gemäß der Erfindung durch einen äußeren Antrieb im Innern eines beweglichen Haltekolbens und vakuumdicht mit ihm verbunden, ein Stängchen unabhängig vom Kolben bewegbar ist und daß dieses seine Bewegungen auf einen am Ende des Haltekolbens dreh- oder schwenkbar befestigten Träger für den Gegenstand überträgt, derart, daß der Gegenstand quer zur Kolbenachse verschwenkbar ist. Das- Stängchen ermöglicht natürlich nur kleine Schwenkbewegungen des Gegenstandes um die erwähnte Achse. Bei kleinen Objekten, wie sie z. B. zur Untersuchung in Elektronenmikroskopen verwendet werden, kann aber dadurch fast die ganze Objektoberfläche ausgeleuchtet werden. Damit das Vakuum im Raum nicht beeinträchtigt wird, ist das Stängchen durch einen Federkörper mit der Haltevorrichtung vakuumdicht verbunden, so daß der Innenraum des Federkörpers unter dem gleichen Vakuum steht wie der Hauptraum. Das Stängchen selbst kann in dem Haltekolben z. B. durch eine außen angebrachte Schraube hin- und herbewegt und seine Bewegungen können auf das zu verschwenkende Objekt übertragen werden. Auf diese Weise ist es möglich, den Gegenstand durch die Betätigung des Stängchens fein einzustellen, während eine Grobeinstellung auch auf andere Weise z. B. durch Vor- und Zurückziehen der Haltevorrichtung selbst erfolgen kann.A significant improvement in the setting of objects in the beam path of electron microscopes is ensured that according to the invention by an external drive inside a movable holding piston and connected to it in a vacuum-tight manner, one rod independent is movable by the piston and that this its movements on one at the end of the holding piston rotatably or pivotably mounted carrier for the object transmits, such that the object is pivotable transversely to the piston axis. Of course, the little stick allows only small ones Pivoting movements of the object about the axis mentioned. In the case of small objects, such as B. can be used for examination in electron microscopes, but this allows almost the whole Object surface are illuminated. So that the vacuum in the room is not impaired, is the rod is connected in a vacuum-tight manner to the holding device by a spring body, so that the interior of the spring body is under the same vacuum as the main room. The stick even can in the holding piston z. B. moved back and forth by an externally mounted screw and its movements can be transferred to the object to be swiveled. on in this way it is possible to fine-tune the object by operating the rod, while a coarse adjustment in other ways z. B. by pulling forward and backward Holding device itself can be done.

Die Abb. 1 und 2 zeigen ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.Figs. 1 and 2 show an embodiment of the subject of the invention.

In Abb. ι veranschaulicht 1 einen evakuierten Raum. In den ihn umgebenden Gehäusewänden sind zylindrische Gleitlager 2 und 3 für zwei Kolben 4 und 5 vorgesehen. Am Ende des Kolbens 4 ist ein Objektiv 16 für die Beobachtung in einem Elektronenmikroskop befestigt, es liegt in einem Raum zwischen den besonders geformten Endflächen der beiden Kolben. Diebeiden Kolben4 und 5 lassen sich miteinander und unabhängig voneinander verschieben. Im Kolben 4, an dem das Objekt 6 befestigt ist, liegt — in der Zeichnung nicht sichtbar — ein Stängchen, das mit dem Kolben 4 durch einen in einer Kapsel 7 befindlichen Federkörper vakuumdicht verbunden ist. Durch die öffnung 8 im Kolbenlager 2 kann das Objekt 6 eingelegt oder herausgenommen werden, wenn der Kolben 4 herausgezogen ist. Der Kolben 4 kann auch ganz aus dem Lager 2 herausgenommen werden. Soll dabei das Vakuum im Raum 1 aufrechterhalten bleiben, so muß der Kolben 5 mit seinem dem Kolben 4 zügekehrten Ende in das Lager 2 eingeschoben werden, damit hier keine Außenluft eindringen kann.In Fig. 1 illustrates an evacuated one Space. In the housing walls surrounding it, there are cylindrical slide bearings 2 and 3 for two pistons 4 and 5 provided. At the end of the piston 4 is an objective 16 for observation in an electron microscope attached, it lies in a space between the specially shaped end faces of the two pistons. The two pistons 4 and 5 can be moved together and independently of one another. In the piston 4, to which the object 6 is attached, there is - not visible in the drawing - a Rod, which is vacuum-tight with the piston 4 by a spring body located in a capsule 7 connected is. The object 6 can be inserted or removed through the opening 8 in the piston bearing 2 when the piston 4 is pulled out. The piston 4 can also completely from the Bearing 2 can be removed. If the vacuum in room 1 is to be maintained, see above the piston 5 must be pushed into the bearing 2 with its end facing the piston 4, so that no outside air can penetrate here.

Das Einbringen des Objekts in den evakuierten Raum kann erfolgen, ohne daß das Vakuum aufgehoben oder beeinträchtigt wird. Dies wird dadurch erreicht, daß in den Wänden der zylindrischen Gleitlager 2 und 3 Ringnuten 9-12 angebracht sind, die die Kolben umschließen und die dauernd mit einer Vakuumpumpe verbunden sind. Beim Einschieben des zwischen den beiden Kolben 4 und 5 befindlichen Objekts in den evakuierten Raum gleitet der Zwischenraum zwischen den beiden Kolben mit dem Objekt an den Ringnuten 9 und 10 vorbei, so daß die noch zwischen den Kolben befindliche unvermeidliche Luftmenge abgesaugt wird.The object can be brought into the evacuated space without breaking the vacuum or is impaired. This is achieved in that in the walls of the cylindrical Plain bearings 2 and 3 ring grooves 9-12 are attached, which surround the piston and which are permanent are connected to a vacuum pump. When inserting the between the two pistons 4 and 5 object located in the evacuated space, the space between the two slides Piston with the object past the ring grooves 9 and 10, so that it is still between the pistons any unavoidable amount of air located is sucked off.

Ebenso wird alle etwa durch die Gleitlager 2 und 3 eindringende Luft abgesaugt. Sind die beiden Kolben 4 und 5 bis zum Anschlag 13 des Kolbens 4 eingeschoben, so wird der Kolben 5 so weit vom Kolben 4 abgezogen, daß das Objekt 6 frei liegt und mit dem Elektronenmikroskop beobachtet werden kann.Likewise, all air that penetrates through the plain bearings 2 and 3 is sucked out. Are the two Pistons 4 and 5 pushed in as far as the stop 13 of piston 4, so piston 5 becomes so far withdrawn from the piston 4 so that the object 6 is exposed and observed with the electron microscope can be.

Abb. 2 zeigt einen Teilschnitt durch die Kolben 4 und 5 an der Stelle, wo am Ende des Kolbens 4 das Objekt 6 befestigt ist. Im Innern des Kolbens 4 liegt das Stängchen 14. Der Federkörper 15 verbindet das Stängchen 14 vakuumdicht mit dem Kolben 4 und hält die Außenluft fern. Vermittels der Handkurbel 16 wird das Stängchen 14 durch uo Verschrauben hin- und herbewegt. Am Ende des Stängchens 14 befindet sich eine Schrägfläche 17, gegen welche ein Objektträger 18 mit dem Objekt 6 durch eine Feder 19 angedrückt wird. Befestigungsund zugleich Drehpunkt des Objektträgers 18 ist 20. Beim Vor- und Zurückziehen des Stängchens 14 führt das Objekt 6 kleine kreisbogenförmige Bewegungen quer zur Achse des Kolbens 4 im Sinne der beiden Pfeile aus. Die Schrägfläche 17 ermöglicht für die Übertragung der Bewegung von außen eine große Untersetzung. Sie hat den Vorzug, daß sie keinen toten Gang hat, und daher mit sehr geringen Bewegungen eine schnelle Einstellung gestattet. Das Stängchen 14 greift als Hebel am Objektträger 18 an und schwenkt das Objekt 6 um einen so weit außerhalb seines Körpers liegenden Schwenkungs-Fig. 2 shows a partial section through the pistons 4 and 5 at the point where at the end of the piston 4 the Object 6 is attached. The rod 14 is located inside the piston 4. The spring element 15 connects the rod 14 vacuum-tight with the piston 4 and keeps the outside air away. Mediating the hand crank 16 is the rod 14 by uo Screwing back and forth. At the end of the stick 14 there is an inclined surface 17, against which a specimen slide 18 with the specimen 6 is pressed by a spring 19. The attachment point and at the same time the pivot point of the slide 18 is 20. When the stick 14 is pulled back and forth, the object 6 performs small circular-arc movements transversely to the axis of the piston 4 in the direction of the two arrows. The inclined surface 17 allows a large reduction for the transmission of the movement from the outside. She has the merit that she has no dead gear and therefore allows quick adjustment with very little movements. The rod 14 acts as a lever on the specimen slide 18 and swivels the specimen 6 around as far swiveling outside of his body

punkt, daß die Bewegungen des Objekts um kleine Winkel als Translationsbewegungen angesehen werden können.point that the movements of the object through small angles are viewed as translational movements can be.

Die Bewegung des Objekts quer zur Achse des Haltekolbens kann auch zu dem Zweck erfolgen, das Objekt der Elektronenlinse näher zu bringen. Bekanntlich kann dadurch das Auflösungsvermögen gesteigert werden. Das Objekt macht dann eine Bewegung nach unten oder nach oben und gelangt dabei an den Rand des Kolbens oder über den Rand hinaus.The movement of the object transversely to the axis of the holding piston can also be done for the purpose of bring the object closer to the electron lens. As is well known, this can increase the resolution can be increased. The object then makes a downward or upward movement and arrives in the process to the edge of the piston or beyond the edge.

Claims

Patent claims:

i. Device for transmitting movement to a person inside an evacuated person Space located, attached to a movable holding piston object by a Drive element arranged outside the vacuum space, in particular on an examination subject in an electron microscope, characterized in that by the external drive in the interior of the movable holding piston (4) and connected to it in a vacuum-tight manner, a rod (14) independent of the Piston is movable, which its movements on a rotating at the end of the retaining piston or pivotally mounted carrier (18) for the object (6) transmits, such that the Object (16) can be pivoted transversely to the piston axis.

2. Device according to claim 1, characterized in that that the holding piston (4) cooperates with another piston (5) which is also movable.

3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the stick (14) is connected vacuum-tight to the holding piston by a spring body (15).

4. Apparatus according to claim 1 or one of the following, characterized in that the Sticks (14) within the holding piston (4) via an inclined surface (17) present on it acts as a lever on a carrier (18) and the object (16) to one outside of his Body pivot point (20) is allowed to pivot.

Considered publications:
German Patent Nos. 724182, 659092; »VDI-Zeitschrift« vol. 79, no. April 27, 1935,

p. 523.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings