SU192431A1

SU192431A1 - ULTRAMICROT

Info

Publication number: SU192431A1
Application number: SU814394A
Authority: SU
Original assignee: Иностранец Герхард Май Германска Демократическа Республика

Description

Известны ультрамикротомы с оптическим устройством дл наблюдени и механической подачей на нож объекта, закрепленного в объектодержателе, приводимом в движение, например, рычажной передачей. Обп-,еизвестно также применение кривошипного вала дл перемещени объектодержател .Ultramicrotomes are known with an optical observation device and mechanically feeding an object onto a knife, which is fixed in an object holder set in motion, for example by a lever transmission. Obp-, it is also known to use a crank shaft to move an object holder.

В пред,латаемом ультрамикротоме объектодержатель укреплен при помощи подщипника или универсального щарнира на пружин щей детали, сопр женной с другой пружин щей деталью меньшей жесткости при помощи укрепленного на последнем подающего щииндел , движение на который передаетс от кривошииного вала, неремещающего собственно объектодержатель. Пружин щие детали могут быть выполнены в виде односторонне или двухсторонне закрепленных несущих элементов . Соответственно подающий шпиндель укреил етс или на свободном конце пружин щей детали меньшей жесткости, или в ее середине . Така конструкци ультрамикротома позвол ет перемещать объект на велнчину пор дка сотен ангстрем.In the pre, ultramicrotome lathe, the objectholder is reinforced by means of a support or universal joint on a spring part that is mated with another spring part of lesser rigidity by means of a reinforced on the last feed pin, the movement of which is transmitted from the crankshaft shaft that does not displace the object carrier itself. Spring parts can be made in the form of one-sided or double-sided supporting elements. Accordingly, the feed spindle is stiffened either at the free end of the spring part of lesser rigidity, or in its middle. Such an ultramicrotome design allows the object to be moved to the order of hundreds of angstroms.

На фиг. 1 изображен описываемый прибор в двух проекци х; на фиг. 2 - схемы возможного выполнени пружин щих деталей; на фиг. 3 и 4 - приводной механизм иодающего шпиндел в различных положени х; на фиг. 5 - устройство, регулирующее ширину среза; на фиг. 6 - устройство прекращени подающего движени ; на фиг. 7 - оптическое устройсгво дл установки ножа; на фиг. 8 - схема установки ножа.FIG. 1 shows the described device in two projections; in fig. 2 shows diagrams of the possible implementation of spring parts; in fig. 3 and 4 — the drive mechanism of the iodine spindle in various positions; in fig. 5 - device regulating the width of the slice; in fig. 6 — a device for stopping the feed motion; in fig. 7 - optical device for mounting the knife; in fig. 8 - installation diagram of the knife.

Пружин щие детали / и 2 из металла или другого пружин и его материала креп тс на раме 3. Они отжимаютс друг от друга шиинделем 4, например прецизионным. Па детали / расположен подшииник 5, напримерThe spring parts / and 2 of metal or other springs and its material are attached to frame 3. They are pressed apart by a chindel 4, for example, precision. Pa details / is located undersized 5, for example

универсальный шарнир, дл поворотного объектодержател 6. В него спереди с помощью зажимного патрона 7 вставл етс проба 8, подвергающа с срезу. Па раме 3 закреплены пластины 9 и /О, в которых располагаетс universal joint, for a swivel object holder 6. A sample 8 is inserted into it from the front using a clamping chuck 7, exposing it to a shear. Pa frame 3 fixed plate 9 and / O, which is located

кривошипный вал 11, несущий на одном конце ириводное колесо 12 с ручкой 13, а на другом -- эксцентрик 14. Папфы кривошипного вала служат подшипником дл шатуна 15, который св зан опорными штифтами 16 с держателем 6. При вращении приводного колесаcrank shaft 11, carrying on one end an iris wheel 12 with a handle 13, and on the other - an eccentric 14. The puffs of the crank shaft serve as a bearing for the connecting rod 15, which is connected by supporting pins 16 with the holder 6. During rotation of the drive wheel

12предметный держатель получает с помощью шатуна 15 колебательное двпжение. Приводное колесо врашаетс от руки ручкой12th the holder receives with the help of the connecting rod 15 oscillatory movement. Driving wheel by hand

13или от мотора в случае его вЕ шолнени в виде ременного щкива.13 or from the motor in case of its performance in the form of a belt bar.

Шпиндель 4 установлен безлюфтно в гайкеSpindle 4 is installed without lug in the nut

17, закреиленной на детали 2. Один конец17, fastened to part 2. One end

шпиндел находитс в динамической св зи с линдрическа шестерн 19. Храповое колесо 18 вращаетс от собачки 20, св занной с кареткой 21. Передача движени от приводного колеса 12 осуществл етс с помощью эксцентрика 14, наход щегос на конце кривошипного вала 11, ползунов 22 и двуплечего рычага 23. Величина подачи зависит от числа зубьев храпового колеса 18, взаимодействующих с собачкой при каждой иодаче каретки вперед. При шаге нарезки винта шпиндел 4, например , 0,5 мм и при 500 зубь х храпового колеса 18 рассто ние отжима пружин щих деталей составл ет при взаимодействии одного зуба 1 мк. Прогиб пружин щих деталей при движении шпиндел определ етс по формуле . jP/3 1Ё7 где Р - действующа сила; / - длина детали; / - момент инерции; Е - модуль упругости . Если дл обеих пружин выбран одинаковый материал и одинаковые размеры, то дл Р, I и Е можно поставить одинаковые значени . При неодинаковой толщине Aj и АО деталей / и 2 при остальных равных услови х прогиб деталей зависит от их момента инерции. Если, например, выбраны моменты инерции /J 99 hi 20 7- - - И - : -, ТО ч вугие изменени длины /г 1 Й2 4,3 - : - . По это означает, что при подаче /2 99 шпиндел на 1 мк подшипник 5 и проба 8, котора подвергаетс срезу, продвигаютс на. 10 нанометров вперед. Движение шпиндел 4 может повтор тьс любое количество раз, сколько это позвол ет прочность деталей 1 2. Пружин щие детали могут зал иматьс и с двзх сторон. Шпиндель 4 в гайке П крепитс тогда в середине пружин щей детали 2. Остальные управл ющие части вл ютс одинаковымикак при односторонне зажимаемых пружин щих детал х. Прогиб определ етс по формуле . Я . /3 192Е Возможно также выполнение ирул :ин щих деталей в виде мембран различной толщины. Пружин ща деталь 2 может также крепитьс на пружин щей детали 1. Слаба вспомогательна пружина при этом воспринимает больщую часть давлени , достигаемого с помощью винта, и таким образом происходит передача движени . Пружин ща деталь / может быть выполнена и разделенной на отдельные части. Регулировка нужной подачи осуществл етс с помощью поворотной головки 24, наход щейс на валу 25, который имеет кулачковый диск 26. С диском св зан полоз 27, закрепленный на установочной рейке 28. При вращении поворотной головки производитс изменение положени по высоте установочной рейки 28 с полозом 27. При опускании каретки 21 собачка храповика входит в зацепление с соответствующим зубом храпового колеса 18. Диапазон подачи составл ет 1-20 зубьев при обороте приводного колеса 12, что соответствует значени м подачи от 100 до 2000 ангстрем, но 100 ангстрем в ступени. Так как пружин щие детали, исход из конструктивных особенностей и особенностей внутреннего строени , не могут отжиматьс на любую величину, предусматриваетс ограничение длины хода. Дл этой цели шпиндель 4 имеет цилиндрическую шестерню 19, котора находитс в зацеплении с шестерней 29, установленной на детали 2. Ее ось 30 выступает сзади из прибора и снабжена маховичком 3L При перемещении храпового колеса 18 собачкой 20 вращаетс также щестерн 19 и передает вращение шестерне 29 до тех пор, пока упорный штифт 32, наход щийс в шестерне 29, двигаетс по направлению к рычагу 33. При взаимодействии штифта с рычагом 35 последний выталкивает собачку 20 из зубцов храпового колеса 18, вращение прекращаетс . С рычагом 33 жестко св зан перекидной рычаг 34, который взаимодействует с винтовой црЗжиной 35. При набегании упорного щтифта на рычаг 33 винтова пружина раст гиваетс , рычаг опрокидываетс (положение П на фиг. 3) и преп тствует дальнейшему продвижению шпиндел 4. Возвращение в исходное полол ение осуществл етс с помощью маховичка 31. При этом штифт 36, наход щийс на шестерне 29, вращаетс в направлении рычага 33, повернутого в положение //, и возвращает его в исходное положение (полол ение / на фиг. 3). Собачка 20 храповика при этом входит оп ть в зацепление с зубь ми храпового колеса 18, т. е. прибор готов к работе . Передаточное число цилиндрической шестерни 19 и шестерни 29 выбрано, к примеру, так, что молсет производитьс приблизительно 1500 отдельных зацеплений зубьев храпового колеса 18, что соответствует трем оборотам. Если, например, шпиндель 4 за каждЕзШ оборот приводного колеса 12, т. е. за каждый срез, подаетс на два зуба храповика 18, то можно беспрерывно произвести 750 срезов, при подаче на три зуба - 500 срезов и т, д. Па кривошипном валу // прикреплен кулачковый диск 37 (фиг. 5). Он управл ет передаточным рычагом 38, укрепленным на опорном болте 39, к нажимным рычагом 40. Кулачковый диск 37 установлен так, что его кулачки в момент, когда проба 8 проходит наверх мимо лезви ножа, вращают передаточный и нал имной рычаги по направлению часовой стрелки. Благодар этому установочный винт 41, укрепленный на нажимном рычаге 40, приходит в соприкосновение с деталью / и отжимает ее назад на 1 мк. Поэтони определенных научных задач треоуетс производить вперемежку со срезами проб, также направленные срезы дл микроскопических наблюдений. Дл таких срезов переключение на 20 зубьев дл каждого периода среза не вл етс достаточным. Поэтому создаетс возможность складывать отдельные подачи и производить срез согласно некоторому числу сложений. Дл этой цели на раме 3 находитс распределительный вал 42 с установочным кулачком 43 и головкой 44. От вращени установочного кулачка 43 с помощью нажимного штифта 45 поднимаетс рычажна система 38, 40 и пружин ща деталь / блокируетс установочным винтом 41. Благодар этому пружии пда деталь 2 при приведении в действие приводного колеса 12 проделывает весь путь подпружинивани . Если достигнута желаема подача, то с помопхью головкн 44 деблокируетс пружин ща деталь 1 и детали 1, 2 приход т в положение равновеси , соответствующее отжатию с помои1ью шпиндел 4.the spindle is in dynamic communication with the lindric gear 19. The ratchet wheel 18 rotates from the pawl 20 associated with the carriage 21. The movement is transmitted from the drive wheel 12 by means of an eccentric 14 located at the end of the crank shaft 11, the sliders 22 and the two shoulders lever 23. The feed rate depends on the number of teeth of the ratchet wheel 18, interacting with the dog at each iodatch of the carriage forward. At the pitch of the screw cutting, the spindle 4, for example, 0.5 mm and at 500 teeth x of the ratchet wheel 18, the pressing distance of the spring parts is 1 µm at one tooth interaction. The deflection of the spring parts during spindle movement is determined by the formula. jP / 3 1Е7 where Р is the acting force; / - part length; / - moment of inertia; E is the modulus of elasticity. If the same material and the same dimensions are chosen for both springs, then the same values can be set for P, I, and E. At unequal thickness Aj and AO parts / and 2 under other equal conditions, the deflection of the parts depends on their moment of inertia. If, for example, the moments of inertia are selected / J 99 hi 20 7 - - - AND -: -, THEN other changes in length / g 1 H2 4.3 -: -. This means that when the / 2 99 spindle is fed by 1 micron, the bearing 5 and the sample 8, which is subjected to a shear, are advanced by. 10 nanometers ahead. The movement of the spindle 4 can be repeated any number of times as much as the strength of the parts 1 2 allows. The spring parts can also be located on both sides. The spindle 4 in the nut P is then attached in the middle of the spring part 2. The remaining control parts are the same as with the one-sided clamping spring parts. The deflection is determined by the formula. I . / 3 192E It is also possible to make irul: insulating parts in the form of membranes of various thicknesses. The spring part 2 can also be fastened on the spring part 1. The auxiliary spring weakly in this case perceives a large part of the pressure achieved with the screw, and thus the movement is transmitted. Spring part / can be performed and divided into separate parts. Adjustment of the desired feed is carried out using the swivel head 24 located on the shaft 25, which has a cam disc 26. A skid 27 connected to the mounting rail 28 is connected to the disc. When the swivel head is rotated, the position on the height of the mounting rail 28 varies. 27. When the carriage 21 is lowered, the ratchet pawl engages with the corresponding tooth of the ratchet wheel 18. The feed range is 1-20 teeth when turning the drive wheel 12, which corresponds to the feed value from 100 to 2000 angstroms, but 100 ang head in the steps. Since the spring parts, based on the design features and features of the internal structure, cannot be pressed to any size, limiting the stroke length is provided for. For this purpose, the spindle 4 has a cylindrical gear 19 that meshes with the gear 29 mounted on the part 2. Its axis 30 protrudes from the rear of the device and is equipped with a 3L handwheel. When the ratchet wheel 18 is moved, the pawl 20 also rotates the gear 29 as long as the stop pin 32 in gear 29 moves towards the lever 33. When the pin interacts with the lever 35, the latter pushes the pawl 20 out of the teeth of the ratchet wheel 18, the rotation stops. A lever 34 is rigidly connected to lever 33, which interacts with a screw shank 35. When the thrust pin clips onto the screw lever 33, the spring expands, the lever overturns (position P in Fig. 3) and prevents the spindle 4 from further advancing. Polishing is carried out using the handwheel 31. In this case, the pin 36 located on the gear 29 rotates in the direction of the lever 33, turned to the // position, and returns it to its original position (polishing / in Fig. 3). The ratchet pawl 20 then again engages with the teeth of the ratchet wheel 18, i.e., the device is ready for operation. The gear ratio of the cylindrical gear 19 and gear 29 is selected, for example, so that the molset can produce approximately 1,500 individual gears of the teeth of the ratchet wheel 18, which corresponds to three revolutions. If, for example, the spindle 4 for each turn of the drive wheel 12, i.e., for each section, is fed to two teeth of the ratchet 18, then 750 sections can be continuously produced, 500 sections can be supplied to three teeth, etc. Pa. shaft // attached cam disc 37 (Fig. 5). It controls the transfer lever 38, mounted on the support bolt 39, against the pressure lever 40. The cam disc 37 is set so that its cams rotate the gear and bottom levers in a clockwise direction at a time when sample 8 passes up past the blade of the knife. Due to this, the installation screw 41, mounted on the push lever 40, comes into contact with the part / and pushes it back 1 micron. Therefore, certain scientific tasks need to be intermixed with sample cuts, also directed cuts for microscopic observations. For such slices, switching to 20 teeth for each cutting period is not sufficient. Therefore, it is possible to add individual feeds and cut according to a certain number of additions. For this purpose, on frame 3 there is a camshaft 42 with an adjusting cam 43 and a head 44. From the rotation of the adjusting cam 43, the lever system 38, 40 and the spring component / is locked by the adjusting screw 41 by means of the push pin 45. Thanks to this spring, the component 2 when actuating the drive wheel 12, it makes the whole way of spring loading. If the desired feed is achieved, then with the help of the heads 44, the spring part 1 and part 1, 2 are released into the equilibrium position, corresponding to the release with help of the spindle 4.

В ручке 13 приводного колеса 12 размещаетс пружин пи1й стопорный болт 46 (см. фиг. 6) с установочной головкой 47, который входит в выемку 48 на раме 3. Этому стопорному положению приводного колеса 12 соответствует определенное положение объектодержател 6 с зажимной пробой 8. Если проба зафиксирована в определенном положении, то срез ггроисходит всегда в одинаковой позиции , удобной дл эксплуатации предметного держател . При самом срезе установочна головка 47 со стопорным болтом 46 подана назад и стопоритс в ручке 13.In the knob 13 of the drive wheel 12, spring locking bolt 46 (see FIG. 6) is placed with an adjusting head 47, which fits into the recess 48 on the frame 3. This stopper position of the drive wheel 12 corresponds to a certain position of the object holder 6 with a breakdown probe 8. If the sample is fixed in a certain position, the cut is always in the same position, convenient for the operation of the subject holder. At the cut-off itself, the adjusting head 47 with locking bolt 46 is fed back and locked in the handle 13.

Оптическа установка ножа 49 по высоте и углу а производитс так, что требуютс только два направлени движени обычного стекл нного или аллгазного ножа, зажатого дл производства среза в крестовом суппорте 50, а именно к пробе 8 и поперек пробы. Дл The optical installation of the knife 49 in height and angle a is carried out so that only two directions of movement are required for a conventional glass or allgas knife, clamped to produce a cut in the cross support 50, namely to sample 8 and across the sample. For

этой цели на поворотном рычаге 51 размещаетс лупа 52 дл наблюдени . Этот рычаг установлен поворотно в корпусе 53, прикрепленном винтами к раме 3. С помощью поворотной головки 54 лупа может поворачиватьс приблизительно на 10° в обе стороны от вертикали. Угол поворота можно прочесть на шкале 55. Ось вращени поворотного рычага 51 с лупой 52 проходит через середину пробы и через вертикальную плоскость среза. Дл установки ножа положение держател 6 фиксируетс , и угол а устанавливаетс по шкале 55. После этого нож 49 поворачиваетс от руки и закрепл етс на уровне пробы S, закрываюи ей заднюю иоверхность 56 ножа.For this purpose, a loop 52 for viewing is located on the pivot arm 51. This lever is pivotally mounted in the housing 53, which is screwed to the frame 3. With the help of the swivel head 54, the magnifying glass can be rotated approximately 10 ° in both directions from the vertical. The angle of rotation can be read on a scale of 55. The axis of rotation of the rotary lever 51 with a magnifying glass 52 passes through the center of the sample and through the vertical plane of the slice. To install the knife, the position of the holder 6 is fixed, and the angle a is set on a scale of 55. After that, the knife 49 is rotated by hand and fixed at the level of the sample S, closing the back and the surface 56 of the knife to it.

Предмет изобретени Subject invention

1.Ультрамикротом с оптическим устройством дл наблюдени и механической подачей1. Ultra microtome with optical viewing device and mechanical feed

на нож объекта, закрепленного в объектодержателе , отличающийс тем, что, с целью обеспечени перемещени объекта на величину пор дка сотен ангстрем, объектодержательon the knife of an object secured in an object holder, characterized in that, in order to ensure the movement of an object by a value of the order of hundreds of angstroms, the object holder

укренлен при помощи подшипника или универсального шарнира на пружин щей детали, сопр женной с другой пружин щей деталью меньшей л есткостн при помощи укрепленного на последней подающего шпиндел , двпжениеsecured using a bearing or universal joint on a spring of a spares, mated with another spring of lesser parts with a reinforced on the last feed spindle.

на который передаетс от кривошипного вала, перемещающего собственно объектодержатель .to which is transmitted from the crank shaft moving the object holder itself.

2.Ультрамикротом но п. 1, отличающийс тем, что обе пружин щие детали жестко закреплены на раме прибора с одной стороны, а подающий шпиндель укреплен на свободном конце пружин щей детали меньшей жесткости .2. Ultramicrotope no. 1, characterized in that both spring parts are rigidly fixed to the frame of the device on one side, and the feed spindle is fixed on the free end of the spring part of lesser rigidity.

3.Ультрамикротом ио п. 1, отличающийс тем, что пружин ющие детали жестко с двух сторон, а иодаюший шпиндель закреплен в середине пружин щей детали меньшей жесткости.3. Ultra microprotection of claim 1, characterized in that the spring parts are rigidly on both sides, and the iodine spindle is fixed in the middle of the spring part of lesser rigidity.

h,h,

%)t-vj%) t-vj

/ 2 3/ 2 3

/ // /

/ 2/ 2

..

Ьж:LJ:

у.y

VIVI

Пало кение lPalo kenya l

Поло кение И h3526Фиг .ЗClosure And h3526Fig .H

////

Г/ / / 37 38 «3G / / / 37 38 "3

Риг.8Rig.8