WO1992007375A1 - Device for impacting a material with an electron beam - Google Patents

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WO1992007375A1
WO1992007375A1 PCT/DE1991/000807 DE9100807W WO9207375A1 WO 1992007375 A1 WO1992007375 A1 WO 1992007375A1 DE 9100807 W DE9100807 W DE 9100807W WO 9207375 A1 WO9207375 A1 WO 9207375A1
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guide tube
slots
electron beam
slot
tube
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PCT/DE1991/000807
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Gerald Sermund
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Linotype-Hell Ag
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30—Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/3002—Details
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J37/02—Details
    • H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement or ion-optical arrangement
    • H01J37/09—Diaphragms; Shields associated with electron or ion-optical arrangements; Compensation of disturbing fields
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01J2237/026—Shields
    • H01J2237/0268—Liner tubes

Definitions

  • the invention relates to a device for applying a material to an electron beam, a beam generator arranged within a vacuum chamber, at least one coil system generating an electromagnetic field for controlling the electron beam, a beam outlet opening facing the material in the vacuum chamber and an electrically conductive guide tube for shielding the electron beam, which radially surrounds the electron beam and extends at least over the area of the coil system.
  • a device for applying a material to an electron beam is known from EP-A-0 108376.
  • the electron beam is used there to engrave printing cylinders for gravure printing.
  • EP-A-0 119 182 Another device for applying a material to an electron beam is specified in EP-A-0 119 182.
  • the electron beam is used to create a surface structure on a texture roller, with which thin steel sheets are processed to improve quality.
  • the known devices for generating and controlling the electron beam still have some problems during operation. split up. On the one hand, there is a risk that coils that are used to control the electron beam will be hit by them in the event of unintentional major deflections of the electron beam and suffer damage. In addition, even during normal operation of the device, it is possible for the coils to be exposed to stray electrons.
  • Another disadvantage of the known devices is that particles evaporating or squirting out of the material to be acted upon, which enter the interior of the jet generator through a jet outlet opening facing the material to be acted upon and lead to impurities there, impair the functional reliability Have consequence.
  • an electron beam generation system is known in which an electrically conductive guide tube is already used to shield the electron beam and to protect the coil systems, which radially surrounds the electron beam and consists of a coated plastic.
  • the guide tube is attached to centering flanges in a vacuum-tight manner, since it also serves to separate the beam guiding chamber into a vacuum and non-vacuum area. Material particles are deposited on the guide tube, which would otherwise penetrate into the area of the elements controlling the electron beam.
  • the guide tube also protects the elements controlling the electron beam from an electron beam which is deflected too strongly and from scattered electrons.
  • the guide tube can be assembled and disassembled as simply and quickly as possible, in order to remove the guide tube from those deposited there Free contaminants or replace them with a new guide tube.
  • the known electron beam generation system has the disadvantage that the guide tube cannot be easily and quickly assembled and disassembled due to the required vacuum flanges and seals, especially since other elements must first be removed from the electron beam generation system.
  • the known electron beam generation system is also not suitable for use in engraving systems for gravure forms or texture rollers, since fast alternating fields and high beam current densities are required to control the electron beam. Fast alternating fields and high
  • Beam current densities result in the formation of eddy currents in the guide tube, which due to the electromagnetic fields emanating from them can incorrectly influence the electron beam and lead to an increase in the temperature of the guide tube.
  • the known electron beam generation system therefore has the further disadvantage that there are no measures for reducing eddy current formation in the guide tube without which, for example, the vacuum seals which are structurally connected to the guide tube can be damaged or even destroyed due to the temperature increase .
  • EP-A-0 174052 discloses a further electron beam generation system with a guide tube for the electron beam in the area of the coil systems, in which measures have already been taken to reduce the eddy current formation, which consist in that the inner wall of the guide tube is provided with helical windings. These measures to reduce the eddy current formation have the disadvantage that the wire windings only influence the direction of change of the controlling magnetic fields, which is not sufficient for applications of the electron beam generation system for engraving purposes. In addition, the manufacture of the guide tube so assembled is complex, and the guide tube is not easily replaceable.
  • the object of the present invention is therefore a
  • This object is achieved in that the guide tube is arranged in the vacuum chamber and that the guide tube has at least one slot.
  • the guide tube has slots prevents the formation of eddy currents even at high jet current densities.
  • Different slot structures can be provided depending on the specific application specifications.
  • complex slot structures can also be provided which only allow eddy current to be formed in very closely localized geometric areas. This means that only extremely small currents of the induced eddy currents can arise.
  • the guide tube preferably consists of a non-magnetic and heat-resistant material.
  • the non-magnetic design prevents the electron beam from being influenced by the guide tube, and the heat resistance offers protection of the coil systems for a sufficient period of time even when the electron beam is strongly deflected, which results in the guide tube being acted upon by the electron beam. Tantalum, which has non-magnetic and heat-resistant properties, is advantageously used as the material for the guide tube.
  • FIG. 1 shows a cross section through a guide tube with radially oriented slots and a main slot running through in the longitudinal direction of the guide tube
  • Fig. 2 shows a cross section through a guide tube with inclined in the radial direction of the guide tube
  • Fig. 3 is a side view of a guide tube with in
  • 4 shows a side view of a guide tube with a rung-like complex slot structure
  • 5 is a side view of a guide tube with a nested u-shaped slot structure
  • FIG. 6 is a side view of a guide tube with sinuous slots
  • FIG. 7 is a side view of a guide tube, the one
  • FIG. 8 shows a side view of a guide tube with slots and recesses which facilitate vacuum access
  • FIG. 9 shows a side view of a guide tube with a rung-shaped slit structure which is partially oriented obliquely to the longitudinal axis of the tube
  • FIG. 10 is a side view of a guide tube with a complex slot structure to form uneven material areas
  • Electron beam-applying beam device which has a long guide tube that shields several coils and n d
  • FIG. 12 shows a basic illustration of the essential components of a beam device for applying a material to an electron beam.
  • FIG. 1 shows a guide tube (1) which has a main slot (3) extending in the direction of a tube longitudinal axis (2) and slots (4) which are oriented essentially radially with respect to the tube longitudinal axis (2).
  • Figure 2 shows an embodiment in which the slots (4) are oriented obliquely with respect to a radial direction of the guide tube (1).
  • a slot arrangement of this type is more difficult to manufacture, but it is avoided that scattering electrons which essentially extend in the radial direction can pass through the guide tube (1) in the region of the slots (2). If the slots (4) are arranged obliquely to the radial direction, it is ensured that such scattering electrons strike the material of the guide tube (1) even in the case of a radial direction of propagation.
  • the main slot (3) is also arranged at an angle to the radial direction of the guide tube (1) in order to avoid the passage of scattering electrons.
  • the main slot (3) allows the guide tube (1) to expand or contract in the event of thermal changes, and thus prevents damage to an insulating material (5) which surrounds the guide tube (1) and is designed, for example, as a ceramic tube.
  • FIG. 3 shows an embodiment in which the slots (4) are oriented together with the main slot (3) in the direction of the pipe longitudinal axis (2).
  • the ends (6, 7) of the slots (4) are at intervals from the edge boundaries (8, 9) which ensure minimum stability of the guide tube (1).
  • Figure 4 shows an embodiment in which the guide tube (1) is provided with a rung-like slot structure.
  • the slots (4) consist of longitudinal slots (10) extending in the direction of the tube longitudinal axis (2) and of transverse slots (12) oriented essentially in a circumferential direction (11).
  • the transverse slots (12) are each muntin-shaped connected to one of the longitudinal slots (10) and nested one inside the other to form small peripheral areas of the guide tube (1).
  • u-shaped slots (4) are provided, which extend with their longitudinal legs (13) in the direction of the pipe longitudinal axis (2) and with one each the side legs! (13) connecting yoke (14) extend substantially in the circumferential direction (11).
  • the side legs (14) of the slots (4) engage in a fork-like manner in this arrangement.
  • FIG. 6 shows an embodiment in which slots (4) which are curved several times in the circumferential direction (11) are provided.
  • the curved courses essentially have a contour corresponding to a square wave.
  • FIG. 7 A slot structure is shown in which the slots (4) are formed from double T elements (15) and U elements (16).
  • the guide tube (1) according to FIG. 8 has recesses (17) in a region of its extension facing away from the slots (4), which, when the guide tube (1) is evacuated, is sucked off from within the guide tube tube (1) located particles easier.
  • FIG. 9 shows a guide tube (1) which has a rung-like slot structure with it essentially obliquely to Has pipe longitudinal axis (2) extending diagonal slots (18) and rungs-like transverse slots (12).
  • FIG. 10 shows a complex slit structure with which irregularly shaped peripheral regions of the guide tube (1) are produced.
  • FIG 11 shows the basic structure of a beam device (19) for applying a material (20) with an electron beam (21).
  • the electron beam (21) creates a recess (23) in a material (20), for example, a texture roller (22).
  • a texture roller (22) instead of the texture roller (22), which is used for the surface structuring of metal sheets, it is also possible to process other materials (20). In particular, it is also intended to engrave a printing cylinder for gravure printing.
  • the jet device (19) has an outlet opening (24) facing the material (20).
  • a focusing device (25) is arranged within the beam device (19) and is essentially designed as a static lens (26).
  • a dynamic lens (27) is provided in the area of the boundary of the static lens (26) facing the electron beam (21).
  • the static lens (26) and the dynamic lens (27) are each constructed from coils that generate electromagnetic fields.
  • the beam device (19) also has a first zoom lens (28) and a second zoom lens (29).
  • the zoom lenses (28, 29) form a focus setting (30).
  • a dynamic lens (319) is arranged in the area of the boundary of the first zoom lens (28) facing the electron beam (219).
  • FIG. 12 shows the essential components of the jet device (19) and a vacuum chamber (32) connected to the jet device (19) for receiving the material (20).
  • the material (20) is in the interior (33) Vacuum chamber (32) arranged.
  • the jet device (19) consists essentially of a jet generator (34), vacuum pumps (35, 36), the main jet chamber (37) receiving the jet generator (34) and the focus adjustment (30) and an intermediate chamber receiving the focusing (25) (38).
  • the main chamber (37) and the intermediate chamber (38) are separated by a vacuum throttle (39) which has a recess (40) for the passage of the electron beam (21).
  • the beam generator (34) consists essentially of a
  • An anode centering device (44) which focuses the electron beam (21) is arranged in the area of the anode (43).
  • a sequential centering device (46) is arranged behind the anode (43), which also has a
  • the cathode (41) is connected to a high-voltage unit, which generates a voltage of up to approximately 50 kV. A typical value is around - 35kV. With such a tension, recesses (23) with a typical depth of about 7 micrometers can be produced in the surface area (47) of the material (20). If the high voltage is reduced to approximately - 25 kV, the typical depth of the recess (23) is approximately 3 to 4 micrometers.
  • the cathode (41) is also connected to a heating power supply.
  • the Wehnel t cylinder (42) is fed by a voltage generator, which generates a potential of approximately - 1000 volts compared to the voltage applied to the cathode (41).
  • an ion trap is provided, which derives ions occurring in the area of the anode (43) from the area of the electron beam (21).
  • Wolf ram wires are particularly suitable as the material for the cathode (41).
  • the focus (30) consists of zoom lenses (28, 29) arranged one behind the other in the direction of propagation (45).
  • a dynamic lens (31) is only arranged in the area of the first zoom lens (28).
  • the second zoom lens (29) is designed without a dynamic lens (31).
  • the vacuum in the area of the main chamber (37) and the intermediate chamber (38) is arranged between an interchangeable diaphragm (48) and the focusing (25), a centering device (49) which prevents scattering losses of the electron beam ( 21) avoids.
  • the guide tube (1) extends between the interchangeable orifice (48) and a nozzle (50) arranged in the region of the outlet opening (24).
  • the longitudinal axis of the guide tube (1) is arranged essentially in the direction of the direction of propagation (45).
  • the slots (4) in the area of the guide tube (1) can be produced by different methods. However, the process of wire erosion has proven particularly useful for the formation of thin slots. If the slots (4) are oriented radially, it is possible with this manufacturing method to produce two slots (4) opposite each other with respect to the longitudinal axis (2) of the tube in one operation. In principle, however, mechanical processing or creation of the slots (4) with the help of high-energy radiation are also conceivable.
  • the guide tube (1) is inserted into the jet device (19).
  • particles evaporating or ejected from the material (20) penetrate through the nozzle (50) into the area of the jet device (19).
  • These penetrating particles are deposited on the guide tube (1) and cannot reach the area of the focusing (25) or the centering device (49).
  • the focusing (25) and the centering device (49) are protected against damage in the event of incorrect deflection of the electron beam (21).
  • the guide tube (1) it is also possible, in the case of a long design of the guide tube (1), to provide an extension in a direction opposite the direction of propagation (45) beyond the interchangeable diaphragm (48) and the guide tube (1) to extend, for example, over the entire area of To provide intermediate chamber (38) extending extent. It is also conceivable to allow the guide tube (1) to extend into the area of the main chamber (379) or to arrange several guide tubes (1) one behind the other in the direction of propagation (45).
  • a dirty guide tube (1) can be replaced, for example, from the interior (33) after the nozzle (50) has been removed. In principle, however, it is also conceivable to insert and remove the guide tube (1) via maintenance flaps arranged in the lateral region of the jet device (19).

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Abstract

The electron-beam device described comprises a beam generator fitted inside a vacuum chamber to produce the electron beam, at least one coil system generating an electromagnetic field for the control of the electron beam, a beam-outlet port in the vacuum chamber wall nearest the material to be impacted, and an electrically conducting guide tube which surrounds the electron beam radially and extends at least over the area of the coil system. The guide tube has various slit patterns to reduce the tendency of eddy currents to form.

Description

Vorrichtung zur Beaufschlagung eines Materials mit einem ElektronenstrahlDevice for applying a material to an electron beam
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beaufschlagung eines Materials mit einem Elektronenstrahl, die einen innerhalb einer Vakuumkammer angeordneten Strahlerzeuger, mindestens ein ein elektromagnetisches Feld zur Steuerung des Elektronen¬ strahles erzeugendes Spulensystem, eine dem Material zugewandte Strahl-Austrittsöffnung in der Vakuumkammer und ein elektrisch leitfähiges Führungsrohr zur Abschirmung des Elektronenstrahles aufweist, das den Elektronenstrahl radial umschließt und sich mindestens über den Bereich des Spulensystems erstreckt.The invention relates to a device for applying a material to an electron beam, a beam generator arranged within a vacuum chamber, at least one coil system generating an electromagnetic field for controlling the electron beam, a beam outlet opening facing the material in the vacuum chamber and an electrically conductive guide tube for shielding the electron beam, which radially surrounds the electron beam and extends at least over the area of the coil system.
Eine Vorrichtung zur Beaufschlagung eines Materials mit einem Elektronenstrahl ist aus der EP-A-0 108376 bekannt. Der Elektronenstrahl wird dort zur Gravur von Druckzylindern für den Tiefdruck verwendet.A device for applying a material to an electron beam is known from EP-A-0 108376. The electron beam is used there to engrave printing cylinders for gravure printing.
Eine andere Vorrichtung zur Beaufschlagung eines Materials mit einem Elektronenstrahl wird in der EP-A-0 119 182 angegeben. Mit dem Elektronenstrahl wird dort eine Oberflächen- strukturierung auf einer Texturwalze erzeugt, mit der Stahlfeinbleche zur Qualitätsverbesserung bearbeitet werden.Another device for applying a material to an electron beam is specified in EP-A-0 119 182. The electron beam is used to create a surface structure on a texture roller, with which thin steel sheets are processed to improve quality.
Die bekannten Vorrichtungen zur Erzeugung und Steuerung des Elektronenstrahles weisen jedoch im Betrieb noch einige Nach- teile auf. Zum einen besteht die Gefahr, daß Spulen, die zur Steuerung des Elektronenstrahles verwendet werden, bei unbeabsichtigten größeren Ablenkungen des Elektronenstrahles von diesen getroffen werden und Beschädigungen erleiden. Darüber hinaus ist es auch bei Normalbetrieb der Vorrichtung möglich, daß die Spulen einer Beaufschlagung durch Streu¬ elektronen ausgesetzt sind. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, daß aus dem zu beaufschlagenden Material verdampfende oder herauspritzende Partikel, die durch eine dem zu beaufschlagenden Material zugewandte Strahl-Austrittsöffnung in den Innenraum des Strahlgenerators gelangen und dort zu Verunreinigungen führen, eine Beein¬ trächtigung der Funktionssicherheit zur Folge haben.However, the known devices for generating and controlling the electron beam still have some problems during operation. split up. On the one hand, there is a risk that coils that are used to control the electron beam will be hit by them in the event of unintentional major deflections of the electron beam and suffer damage. In addition, even during normal operation of the device, it is possible for the coils to be exposed to stray electrons. Another disadvantage of the known devices is that particles evaporating or squirting out of the material to be acted upon, which enter the interior of the jet generator through a jet outlet opening facing the material to be acted upon and lead to impurities there, impair the functional reliability Have consequence.
Aus der DE-A-3328 172 ist ein Elektronenstrahl-Erzeugungssystem bekannt, bei dem zur Abschirmung des Elektronenstrahles und zum Schutz der Spulensysteme bereits ein elektrisch leitfähiges Führungsrohr verwendet wird, das den Elektronenstrahl radial umschließt und aus einem beschichteten Kunststoff besteht. Das Führungsrohr ist vakuumdicht an Zentrierflanschen befestigt, da es gleichzeitig zur Trennung der Strahlführungskammer in einen Vakuum- und Nicht akuum-Bereich dient. Am Führungsrohr schlagen sich Materialpartikel nieder, die sonst in den Bereich der den Elektronenstrahl steuernden Elemente eindringen würden. Durch das Führungsrohr werden die den Elektronenstrahl steuernden Elemente darüber hinaus auch vor einem zu stark abgelenkten Elektronenstrahl und vor Streuelektronen geschützt.From DE-A-3328 172 an electron beam generation system is known in which an electrically conductive guide tube is already used to shield the electron beam and to protect the coil systems, which radially surrounds the electron beam and consists of a coated plastic. The guide tube is attached to centering flanges in a vacuum-tight manner, since it also serves to separate the beam guiding chamber into a vacuum and non-vacuum area. Material particles are deposited on the guide tube, which would otherwise penetrate into the area of the elements controlling the electron beam. The guide tube also protects the elements controlling the electron beam from an electron beam which is deflected too strongly and from scattered electrons.
Um eine möglichst kurze Unterbrechung des Betriebsablaufes zu erreichen, wird in der Praxis gefordert, daß das Führungsrohr möglichst einfach und schnell montier- bzw. demontierbar ist, um das Führungsrohr von den dort niedergeschlagenen Verunreinigungen zu befreien oder gegen ein neues Führungs¬ rohr auszutauschen.In order to achieve the shortest possible interruption of the operating sequence, it is required in practice that the guide tube can be assembled and disassembled as simply and quickly as possible, in order to remove the guide tube from those deposited there Free contaminants or replace them with a new guide tube.
Das bekannte Elektronenstrahl-Erzeugungssystem hat den Nachteil, daß das Führungsrohr aufgrund der erforderlichen Vakuumflansche und Dichtungen nicht auf einfache und schnelle Weise montiert und demontiert werden kann, zumal auch erst andere Elemente aus dem Elektronenstrahl-Erzeugungssystem entfernt werden müssen.The known electron beam generation system has the disadvantage that the guide tube cannot be easily and quickly assembled and disassembled due to the required vacuum flanges and seals, especially since other elements must first be removed from the electron beam generation system.
Das bekannte Elektronenstrahl-Erzeugungssystem ist auch nicht dazu geeignet, bei Gravieranlagen für Tiefdruckformen oder Texturwalzen Anwendung zu finden, da zur Steuerung des Elektronenstrahls schnelle Wechselfelder und hohe Strahlstrom- dichten benötigt werden. Schnelle Wechselfelder und hoheThe known electron beam generation system is also not suitable for use in engraving systems for gravure forms or texture rollers, since fast alternating fields and high beam current densities are required to control the electron beam. Fast alternating fields and high
Strahlstromdichten haben die Ausbildung von Wirbelströmen im Führungsrohr zur Folge, die aufgrund der von ihnen ausgehenden elektromagnetischen Felderden Elektronenstrahl fehlerhaft beeinflussen können und zu einer Temperaturerhöhung des Führungsrohres führen.Beam current densities result in the formation of eddy currents in the guide tube, which due to the electromagnetic fields emanating from them can incorrectly influence the electron beam and lead to an increase in the temperature of the guide tube.
Das bekannte Elektronenstrahl-Erzeugungssystem hat deshalb den weiteren Nachteil, daß dort keine Maßnahmen zur Verringe¬ rung einer Wirbelstrombildung im Führungsrohr vorgesehen sind, ohne die beispielsweise die mit dem Führungsrohr konstruktiv verbundenen Vakuumdichtungen, bedingt durch die Temperatur¬ erhöhung, beschädigt oder gar zerstört werden können.The known electron beam generation system therefore has the further disadvantage that there are no measures for reducing eddy current formation in the guide tube without which, for example, the vacuum seals which are structurally connected to the guide tube can be damaged or even destroyed due to the temperature increase .
Aus der EP-A-0 174052 ist ein weiteres Elektronenstrahl- Erzeugungssystem mit einem Führungsrohr für den Elektronen¬ strahl im Bereich der Spulensysteme bekannt, bei dem bereits Maßnahmen zur Verringerung der Wirbelstrombildung getroffen sind, die darin bestehen, daß die Innenwand des Führungs- rohres mit helixförmigen Drahtwindungen versehen ist. Diese Maßnahmen zur Verringerung der Wirbelstrombildung haben den Nachteil, daß die Drahtwindungen nur Einfluß auf eine Änderungsrichtung der steuernden Magnetfelder nehmen, was bei Anwendungen des Elektronenstrahl-Erzeugungssystems für Gravurzwecke nicht ausreichend ist. Darüber hinaus ist die Herstellung des so konfektionierten Führungsrohres aufwendig, und das Führungsrohr ist nicht auf einfache Weise austauschbar.EP-A-0 174052 discloses a further electron beam generation system with a guide tube for the electron beam in the area of the coil systems, in which measures have already been taken to reduce the eddy current formation, which consist in that the inner wall of the guide tube is provided with helical windings. These measures to reduce the eddy current formation have the disadvantage that the wire windings only influence the direction of change of the controlling magnetic fields, which is not sufficient for applications of the electron beam generation system for engraving purposes. In addition, the manufacture of the guide tube so assembled is complex, and the guide tube is not easily replaceable.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eineThe object of the present invention is therefore a
Vorrichtung der einleitend genannten Art so zu verbessern, daß die Ausbildung von Wirbelströmen und eine dadurch bedingte Temperaturerhöhung weitestgehend verringert wird und daß die erforderlichen Wartungs- und Reinigungsarbeiten möglichst einfach und in kurzer Zeit durchführbar sind.To improve the device of the type mentioned in the introduction so that the formation of eddy currents and a consequent increase in temperature is largely reduced and that the required maintenance and cleaning work can be carried out as simply and quickly as possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Führungsrohr in der Vakuumkammer angeordnet ist und daß das Führungsrohr mindestens einen Schlitz aufweist.This object is achieved in that the guide tube is arranged in the vacuum chamber and that the guide tube has at least one slot.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments are specified in the subclaims.
Dadurch, daß das Führungsrohr Schlitze aufweist, wird die Ausbildung von Wirbelströmen auch bei hohen Strahlstrom¬ dichten vermieden. In Abhängigkeit von konkret vorliegenden Anwendungsspezifikationen können unterschiedliche Schlitz¬ strukturen vorgesehen werden. Neben Schlitzen, die in Längs¬ bzw. Umfangsrichtung des Führungsrohres angeordnet sind, können auch komplexe Schlitzstrukturen vorgesehen sein, die eine Wirbelstromausbildung nur in sehr eng lokalisierten geometrischen Bereichen zulassen. Somit können nur äußerst geringe Stromstärken der induzierten Wirbelströme entstehen. In bevorzugter Weise besteht das Führungsrohr aus einem nichtmagnetischen und wärmebeständigen Material. Die nichtmagnetische Ausbildung vermeidet eine Beeinflussung des Elektronenstrahls durch das Führungsrohr, und die Wärme- beständigkeit bietet auch bei einer starken Ablenkung des Elektronenstrahls, die eine Beaufschlagung des Führungsrohres durch den Elektronenstrahl zur Folge hat, für einen ausreichenden Zeitraum einen Schutz der Spulensysteme. Als Material für das Führungsrohr wird in vorteilhafter Weise Tantal verwendet, welches nichtmagnetische und wärmebeständige Eigenschaften hat.The fact that the guide tube has slots prevents the formation of eddy currents even at high jet current densities. Different slot structures can be provided depending on the specific application specifications. In addition to slots which are arranged in the longitudinal or circumferential direction of the guide tube, complex slot structures can also be provided which only allow eddy current to be formed in very closely localized geometric areas. This means that only extremely small currents of the induced eddy currents can arise. The guide tube preferably consists of a non-magnetic and heat-resistant material. The non-magnetic design prevents the electron beam from being influenced by the guide tube, and the heat resistance offers protection of the coil systems for a sufficient period of time even when the electron beam is strongly deflected, which results in the guide tube being acted upon by the electron beam. Tantalum, which has non-magnetic and heat-resistant properties, is advantageously used as the material for the guide tube.
Weitere Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden, ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungs¬ formen der Erfindung anhand von Beispielen veranschaulicht sind.Further details of the present invention will become apparent from the following detailed description and the accompanying drawings, in which preferred embodiments of the invention are illustrated by means of examples.
In den Zeichnungen zeigen:The drawings show:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Führungsrohr mit radialorientierten Schlitzen sowie einem in Längsrichtung des Führungsrohres durchgehenden Hauptschlitz,1 shows a cross section through a guide tube with radially oriented slots and a main slot running through in the longitudinal direction of the guide tube,
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Führungsrohr mit in radialer Richtung des Führungsrohres schräg verlaufendenFig. 2 shows a cross section through a guide tube with inclined in the radial direction of the guide tube
Schlitzen,Slits,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Führungsrohres mit sich inFig. 3 is a side view of a guide tube with in
Richtung einer Rohrlängsachse erstreckenden Schlitzen,Slots extending in the direction of a pipe longitudinal axis,
Fig.4 eine Seitenansicht eines Führungsrohres mit einer sprossenartigen komplexen Schlitzstruktur, Fig. 5 eine Seitenansicht eines Führungsrohres mit einer ineinander verschachtelten u-förmigen Schlitzstruktur,4 shows a side view of a guide tube with a rung-like complex slot structure, 5 is a side view of a guide tube with a nested u-shaped slot structure,
Fig. 6 eine Seitenansicht eines Führungsrohres mit gewunden verlaufenden Schlitzen,6 is a side view of a guide tube with sinuous slots,
Fig.7 eine Seitenansicht eines Führungsrohres, das eine7 is a side view of a guide tube, the one
Schlitzstruktur aufweist, die aus Doppel-T-Elemen ten sowie U-Elementen ausgebildet ist,Has a slot structure which is formed from double T elements and U elements,
Fig.8 eine Seitenansicht eines Führungsrohres mit Schlitzen sowie einen Vakuumzutritt erleichternden Ausnehmungen,8 shows a side view of a guide tube with slots and recesses which facilitate vacuum access,
Fig.9 eine Seitenansicht eines Führungsrohres mit einer teilweisen schräg zur Rohrlängsachse orientierten sprossenförmigen Schlitzstruktur,9 shows a side view of a guide tube with a rung-shaped slit structure which is partially oriented obliquely to the longitudinal axis of the tube,
Fig. 10 eine Seitenansicht eines Führungsrohres mit einer ' komplexen Schlitzstruktur zur Ausbildung ungleich¬ mäßiger Materialgebiete,10 is a side view of a guide tube with a complex slot structure to form uneven material areas,
Fig. 11 eine Prinzipdarstellung einer ein Material mit einem11 shows a basic illustration of a material with a
Elektronenstrahl beaufschlagenden Strahleinrichtung, die ein langausgebildetes Führungsrohr aufweist, das mehrere Spulen abschirmt u n dElectron beam-applying beam device, which has a long guide tube that shields several coils and n d
Fig. 12 eine Prinzipdarstellung der wesentlichen Komponenten einer Strahleinrichtung zur Beaufschlagung eines Materials mit einem Elektronenstrahl. Figur 1 zeigt ein Führungsrohr (1), das einen sich in Richtung einer Rohrlängsachse (2) erstreckenden Hauptschlitz (3) sowie Schlitze (4) aufweist auf, die bezüglich der Rohrlängsachse (2) im wesent¬ lichen Radial orientiert sind.12 shows a basic illustration of the essential components of a beam device for applying a material to an electron beam. FIG. 1 shows a guide tube (1) which has a main slot (3) extending in the direction of a tube longitudinal axis (2) and slots (4) which are oriented essentially radially with respect to the tube longitudinal axis (2).
Figur 2 zeigt eine Ausführungsform, in der die Schlitze (4) bezüglich einer radialen Richtung des Führungsrohres (1) schräg orientiert sind. Eine derartige Schlitzanordnung ist zwar schwerer zu fertigen, er wird jedoch vermieden, daß sich im wesentlichen in radialer Richtung ausbreitende Streuelektronen das Führungs¬ rohr (1) im Bereich der Schlitze (2) passieren können. Bei einer schräg zur radialen Richtung ausgerichteten Anordnung der Schlitze (4) ist gewährleistet, daß derartige Streuelektronen auch bei einer radialen Ausbreitungsrichtung auf Material des Führungsrohres (1) treffen. Zur Vermeidung eines Durchtrittes von Streuelektronen ist der Hauptschlitz (3) gleichfalls schräg zur radialen Richtung des Führungsrohres (1) angeordnet. Der Hauptschlitz (3) erlaubt eine Ausdehnung bzw. ein Zusammen¬ ziehen des Führungsrohres (1) bei thermischen Veränderungen und vermeidet somit eine Beschädigung eines das Führungs¬ rohr (1) umhüllenden Isoliermaterials (5), das beispielsweise als Keramikrohr ausgebildet ist.Figure 2 shows an embodiment in which the slots (4) are oriented obliquely with respect to a radial direction of the guide tube (1). A slot arrangement of this type is more difficult to manufacture, but it is avoided that scattering electrons which essentially extend in the radial direction can pass through the guide tube (1) in the region of the slots (2). If the slots (4) are arranged obliquely to the radial direction, it is ensured that such scattering electrons strike the material of the guide tube (1) even in the case of a radial direction of propagation. The main slot (3) is also arranged at an angle to the radial direction of the guide tube (1) in order to avoid the passage of scattering electrons. The main slot (3) allows the guide tube (1) to expand or contract in the event of thermal changes, and thus prevents damage to an insulating material (5) which surrounds the guide tube (1) and is designed, for example, as a ceramic tube.
In der Figur 3 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Schlitze (4) gemeinsam mit dem Hauptschlitz (3) in Richtung der Rohrlängsachse (2) orientiert sind. Die Enden (6, 7) der Schlitze (4) weisen zu Randbegrenzungen (8, 9) Abstände auf, die eine Mindeststabilität des Führungsrohres (1) gewährleisten.FIG. 3 shows an embodiment in which the slots (4) are oriented together with the main slot (3) in the direction of the pipe longitudinal axis (2). The ends (6, 7) of the slots (4) are at intervals from the edge boundaries (8, 9) which ensure minimum stability of the guide tube (1).
Figur 4 zeigt eine Ausführungsform, in der das Führungsrohr (1) mit einer sprossenartigen Schlitzstruktur versehen ist. Bei der Schlitzstruktur sind die Schlitze (4) aus sich in Richtung der Rohr¬ längsachse (2) erstreckenden Längsschlitzen (10) sowie aus im wesentlichen in einer Umfangsrichtung (11) orientierten Quer¬ schlitzen (12) ausgebildet. Die Querschlitze (12) sind jeweils sprossenförmig mit einem der Längsschlitze (10) verbunden und zur Ausbildung von kleinen Umfangsbereichen des Führungs- rohres (1) ineinander verschachtelt.Figure 4 shows an embodiment in which the guide tube (1) is provided with a rung-like slot structure. In the slot structure, the slots (4) consist of longitudinal slots (10) extending in the direction of the tube longitudinal axis (2) and of transverse slots (12) oriented essentially in a circumferential direction (11). The transverse slots (12) are each muntin-shaped connected to one of the longitudinal slots (10) and nested one inside the other to form small peripheral areas of the guide tube (1).
Bei einer Ausführungsform gemäß Figur 5 sind u-förmige Schlitze (4) vorgesehen, die sich mit ihren Längsschenkeln (13) in Richtung der Rohrlängsachse (2) und mit jeweils einem die Seiten- schenke! (13) miteinander verbindenden Joch (14) im wesent¬ lichen in Umfangsrichtung (11) erstrecken. Die Seitenschenkel (14) der Schlitze (4) greifen bei dieser Anordnung jeweils gabelförmig ineinander ein.In an embodiment according to FIG. 5, u-shaped slots (4) are provided, which extend with their longitudinal legs (13) in the direction of the pipe longitudinal axis (2) and with one each the side legs! (13) connecting yoke (14) extend substantially in the circumferential direction (11). The side legs (14) of the slots (4) engage in a fork-like manner in this arrangement.
Figur 6 zeigt eine Ausführungsform, bei der in Umfangs¬ richtung (11) mehrfach geschwungen verlaufende Schlitze (4) vorgesehen sind. Die geschwungenen Verläufe weisen dabei im wesentlichen eine Kontur entsprechend einer Rechteck¬ schwingung auf.FIG. 6 shows an embodiment in which slots (4) which are curved several times in the circumferential direction (11) are provided. The curved courses essentially have a contour corresponding to a square wave.
In Figur 7 ist eine Schlitzstruktur dargestellt, bei der die Schlitze (4) aus Doppel-T-Elementen (15) sowie U-Elementen (16) ausgebildet sind.A slot structure is shown in FIG. 7, in which the slots (4) are formed from double T elements (15) and U elements (16).
Das Führungsrohr (1) gemäß Figur 8 weist neben den Schlitzen (4) in einem den Schlitzen (4) abgewandten Bereich seiner Aus¬ dehnung Ausnehmungen (17) auf, die bei einer Evakuierung des Führungsrohres (1) ein Absaugen von innerhalb des Führungs¬ rohres (1) befindlichen Partikeln erleichtern.In addition to the slots (4), the guide tube (1) according to FIG. 8 has recesses (17) in a region of its extension facing away from the slots (4), which, when the guide tube (1) is evacuated, is sucked off from within the guide tube tube (1) located particles easier.
In Figur 9 ist ein Führungsrohr (1) dargestellt, das eine sprossen¬ artige Schlitzstruktur mit sich im wesentlichen schräg zur Rohrlängsachse (2) erstreckenden Diagonalschlitzen (18) sowie sprossenartig angeordneten Querschlitzen (12) aufweist.FIG. 9 shows a guide tube (1) which has a rung-like slot structure with it essentially obliquely to Has pipe longitudinal axis (2) extending diagonal slots (18) and rungs-like transverse slots (12).
In Figur 10 ist eine komplexe Schlitzstruktur dargestellt, mit der unregelmäßig geformte Umfangsbereiche des Führungsrohres (1) erzeugt werden.FIG. 10 shows a complex slit structure with which irregularly shaped peripheral regions of the guide tube (1) are produced.
Figur 11 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Strahleinrichtung (19) zur Beaufschlagung eines Materials (20) mit einem Elektronenstrahl (21). Der Elektronenstrahl (21) erzeugt dabei in einem beispielsweise als Texturwalze (22) ausgebildeten Material (20) eine Ausnehmung (23). Statt der Texturwalze (22), die zur Oberflächenstrukturierung von Blechen verwendet wird, ist es aber auch möglich, andere Materialien (20) zu bearbeiten. Insbesondere ist auch daran gedacht, einen Druckzylinder für den Tiefdruck zu gravieren. Die Strahleinrichtung (19) weist eine dem Material (20) zugewandte Austrittsöffnung (24) auf. Innerhalb der Strahleinrichtung (19) ist eine Fokussierung (25) angeordnet, die im wesentlichen als eine statische Linse (26) ausgebildet ist. Im Bereich der dem Elektronenstrahl (21) zugewandten Begrenzung der statischen Linse (26) ist eine dynamische Linse (27) vorgesehen. Die statische Linse (26) und die dynamische Linse (27) sind jeweils aus elektromagnetische Felder generierenden Spulen aufgebaut. Die Strahleinrichtung (19) weist des weiteren eine erste Zoomlinse (28) sowie eine zweite Zoomlinse (29) auf. Die Zoomlinsen (28, 29) bilden eine Schärfeeinstellung (30). Im Bereich der dem Elektronenstrahl (219 zugewandten Begrenzung der ersten Zoomlinse (28) ist eine dynamische Linse (319 angeordnet.Figure 11 shows the basic structure of a beam device (19) for applying a material (20) with an electron beam (21). The electron beam (21) creates a recess (23) in a material (20), for example, a texture roller (22). Instead of the texture roller (22), which is used for the surface structuring of metal sheets, it is also possible to process other materials (20). In particular, it is also intended to engrave a printing cylinder for gravure printing. The jet device (19) has an outlet opening (24) facing the material (20). A focusing device (25) is arranged within the beam device (19) and is essentially designed as a static lens (26). A dynamic lens (27) is provided in the area of the boundary of the static lens (26) facing the electron beam (21). The static lens (26) and the dynamic lens (27) are each constructed from coils that generate electromagnetic fields. The beam device (19) also has a first zoom lens (28) and a second zoom lens (29). The zoom lenses (28, 29) form a focus setting (30). A dynamic lens (319) is arranged in the area of the boundary of the first zoom lens (28) facing the electron beam (219).
Figur 12 zeigt die wesentlichen Bauelemente der Strahl¬ einrichtung (19) sowie einer an die Strahleinrichtung (19) angeschlossenen Vakuumkammer (32) zur Aufnahme des Materials (20). Das Material (20) ist im Innenraum (33) der Vakuumkammer (32) angeordnet. Die Strahleinrichtung (19) besteht im wesentlichen aus einem Strahlgenerator (34), Vakuumpumpen (35, 36), einer den Strahlgenerator (34) sowie die Schärfeeinstellung (30) aufnehmenden Haup tkammer (37) und aus einer die Fokussierung (25) aufnehmenden Zwischenkammer (38). Die Hauptkammer (37) und die Zwischenkammer (38) sind von einer Vakuumdrossel (39) getrennt, die zum Durchlaß des Elektronenstrahles (21) eine Ausnehmung (40) aufweist.FIG. 12 shows the essential components of the jet device (19) and a vacuum chamber (32) connected to the jet device (19) for receiving the material (20). The material (20) is in the interior (33) Vacuum chamber (32) arranged. The jet device (19) consists essentially of a jet generator (34), vacuum pumps (35, 36), the main jet chamber (37) receiving the jet generator (34) and the focus adjustment (30) and an intermediate chamber receiving the focusing (25) (38). The main chamber (37) and the intermediate chamber (38) are separated by a vacuum throttle (39) which has a recess (40) for the passage of the electron beam (21).
Der Strahlgenerator (34) besteht im wesentlichen aus einerThe beam generator (34) consists essentially of a
Kathode (41), einem Wehnel tzylinder (42) sowie einer Anode (43). Im Bereich der Anode (43) ist ein den Elektronenstrahl (21) bündelnder Anodenzentrierer (44) angeordnet. In Ausbreitungs¬ richtung (45) des Elektronenstrahles (21) ist hinter der Anode (43) ein Folgezentrierer (46) angeordnet, der gleichfalls eineCathode (41), a Wehnel t cylinder (42) and an anode (43). An anode centering device (44) which focuses the electron beam (21) is arranged in the area of the anode (43). In the direction of propagation (45) of the electron beam (21), a sequential centering device (46) is arranged behind the anode (43), which also has a
Bündelung des Elektronenstrahles (21) vornimmt und Streu¬ verluste vermeidet. Die Kathode (41) ist mit einer Hochspannungs¬ einheit verbunden, die eine Spannung bis zu etwa - 50kV generiert. Ein typischer Wert liegt bei etwa - 35kV. Bei einer derartigen Spannung können im Oberflächenbereich (47) des Materials (20) Ausnehmungen (23) mit einer typischen Tiefe von etwa 7 Mikrometern erzeugt werden. Bei einer Reduktion der Hochspannung auf etwa - 25kV beträgt die typische Tiefe der Ausnehmung (23) etwa 3 bis 4 Mikrometer. Die Kathode (41) ist darüber hinaus mit einer Heizstromversorgung verbunden. Der Wehnel tzylinder (42) wird von einem Spannungsgenerator gespeist, der gegenüber der an der Kathode (41) anliegenden Spannung ein Potential von etwa - 1000 Volt erzeugt. Im Bereich der Anode (43) ist neben der den Anodenzentrierer (44) ausbildenden Zentrierspule eine lonenfalle vorgesehen, die im Bereich der Anode (43) auftretenden Ionen aus dem Bereich des Elektronenstrahles (21) ableitet. Als Material für die Kathode (41) sind insbesondere Wolf ramdrähte geeignet. Die Schärfeneinstellung (30) besteht aus in Ausbreitungsrichtung (45) hintereinander angeordneten Zoomlinsen (28, 29). Eine dynamische Linse (31) ist lediglich im Bereich der ersten Zoomlinse (28) angeordnet. Die zweite Zoomlinse (29) ist dagegen ohne eine dynamische Linse (31) ausgebildet. Mit Hilfe der Vakuumpumpen (35, 36) wird das Vakuum im Bereich der Hauptkammer (37) und der Zwischenkammer (38) ist zwischen einer Wechselblende (48) und der Fokussierung (25) ein Zentrierer (49) angeordnet, der Streuverluste des Elektronenstrahles (21) vermeidet. Zwischen der Wechselblende (48) und einer im Bereich der Austrittsöffnung (24) angeordneten Düse (50) erstreckt sich das Führungsrohr (1). Das Führungsrohr (1) ist mit seiner Rohrlängsachse (2) im wesentlichen in Richtung der Ausbreitungsrichtung (45) angeordnet.Bundles the electron beam (21) and avoids scattering losses. The cathode (41) is connected to a high-voltage unit, which generates a voltage of up to approximately 50 kV. A typical value is around - 35kV. With such a tension, recesses (23) with a typical depth of about 7 micrometers can be produced in the surface area (47) of the material (20). If the high voltage is reduced to approximately - 25 kV, the typical depth of the recess (23) is approximately 3 to 4 micrometers. The cathode (41) is also connected to a heating power supply. The Wehnel t cylinder (42) is fed by a voltage generator, which generates a potential of approximately - 1000 volts compared to the voltage applied to the cathode (41). In the area of the anode (43), in addition to the centering coil forming the anode centering device (44), an ion trap is provided, which derives ions occurring in the area of the anode (43) from the area of the electron beam (21). Wolf ram wires are particularly suitable as the material for the cathode (41). The focus (30) consists of zoom lenses (28, 29) arranged one behind the other in the direction of propagation (45). A dynamic lens (31) is only arranged in the area of the first zoom lens (28). In contrast, the second zoom lens (29) is designed without a dynamic lens (31). With the help of the vacuum pumps (35, 36), the vacuum in the area of the main chamber (37) and the intermediate chamber (38) is arranged between an interchangeable diaphragm (48) and the focusing (25), a centering device (49) which prevents scattering losses of the electron beam ( 21) avoids. The guide tube (1) extends between the interchangeable orifice (48) and a nozzle (50) arranged in the region of the outlet opening (24). The longitudinal axis of the guide tube (1) is arranged essentially in the direction of the direction of propagation (45).
Die Schlitze (4) im Bereich des Führungsrohres (1) können durch unterschiedliche Verfahren hergestellt werden. Zur Ausbildung von dünnen Schlitzen hat sich jedoch insbesondere das Verfahren der Drahterosion bewährt. Bei einer radialen Orientierung der Schlitze (4) ist es bei diesem Herstellungsverfahren möglich, jeweils zwei bezüglich der Rohrlängsachse (2) gegenüberliegende Schlitze (4) in einem Arbeitsgang herzustellen. Grundsätzlich sind jedoch auch mechanische Bearbeitungen oder eine Erzeugung der Schlitze (4) mit Hilfe von energiereicher Strahlung denkbar.The slots (4) in the area of the guide tube (1) can be produced by different methods. However, the process of wire erosion has proven particularly useful for the formation of thin slots. If the slots (4) are oriented radially, it is possible with this manufacturing method to produce two slots (4) opposite each other with respect to the longitudinal axis (2) of the tube in one operation. In principle, however, mechanical processing or creation of the slots (4) with the help of high-energy radiation are also conceivable.
Zur Erzeugung einer Oberflächenstruktur im Bereich des Materials (20) wird in die Strahleinrichtung (19) das Führungsrohr (1) eingesetzt. Während des Betriebes der Strahleinrichtung (19) dringen vom Material (20) verdampfende oder heraus¬ geschleuderte Partikel durch die Düse (50) in den Bereich der Strahleinrichtung (19) vor. Diese eindringenden Partikel schlagen sich am Führungsrohr (1) nieder und können nicht in den Bereich der Fokussierung (25) bzw. des Zentrierers (49) gelangen. Darüber hinaus werden die Fokussierung (25) sowie der Zentrierer (49) bei Fehlablenkungen des Elektronenstrahles (21) vor Beschädigungen geschützt. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, bei einer langen Ausbildung des Führungsrohres (1) eine Erstreckung in eine der Ausbreitungsrichtung (45) entgegengesetzte Richtung über die Wechselblende (48) hinaus vorzusehen und das Führungsrohr (1) mit einer sich beispielsweise über den gesamten Bereich der Zwischenkammer (38) erstreckenden Ausdehnung zu versehen. Gleichfalls ist es denkbar, das Führungsrohr (1) sich bis in den Bereich der Hauptkammer (379 hineinerstrecken zu lassen oder in Ausbreitungsrichtung (45) mehrere Führungsrohre (1) hintereinander anzuordnen.To produce a surface structure in the area of the material (20), the guide tube (1) is inserted into the jet device (19). During the operation of the jet device (19), particles evaporating or ejected from the material (20) penetrate through the nozzle (50) into the area of the jet device (19). These penetrating particles are deposited on the guide tube (1) and cannot reach the area of the focusing (25) or the centering device (49). About that In addition, the focusing (25) and the centering device (49) are protected against damage in the event of incorrect deflection of the electron beam (21). In principle, however, it is also possible, in the case of a long design of the guide tube (1), to provide an extension in a direction opposite the direction of propagation (45) beyond the interchangeable diaphragm (48) and the guide tube (1) to extend, for example, over the entire area of To provide intermediate chamber (38) extending extent. It is also conceivable to allow the guide tube (1) to extend into the area of the main chamber (379) or to arrange several guide tubes (1) one behind the other in the direction of propagation (45).
Eine Auswechslung eines verschmutzten Führungsrohres (1) kann beispielsweise vom Innenraum (33) aus nach einem Ausbau der Düse (50) erfolgen. Grundsätzlich ist es jedoch auch denkbar, das Führungsrohr (1) über im seitlichen Bereich der Strahleinrichtung (19) angeordnete Wartungsklappen einzuführen und zu entnehmen. A dirty guide tube (1) can be replaced, for example, from the interior (33) after the nozzle (50) has been removed. In principle, however, it is also conceivable to insert and remove the guide tube (1) via maintenance flaps arranged in the lateral region of the jet device (19).

Claims

Patentansprüche Claims
1. Vorrichtung zur Beaufschlagung eines Materials mit einem Elektronenstrahl, die einen innerhalb einer Vakuumkammer angeordneten Strahlerzeuger zur Erzeugung des1. Device for applying a material to an electron beam, which has a beam generator arranged within a vacuum chamber for generating the
Elektronenstrahls, mindestens ein ein elektromagnetisches Feld zur Steuerung des Elektronenstrahls erzeugendes Spulensystem, eine dem Material zugewandte Strahl- Austrittsöffnung in der Vakuumkammer und ein elektrisch leitfähiges Führungsrohr aufweist, das denElectron beam, at least one coil system generating an electromagnetic field for controlling the electron beam, a beam outlet opening facing the material in the vacuum chamber and an electrically conductive guide tube which has the
Elektronenstrahl radial umschließt und sich mindestens über den Bereich des Spulensystems erstreckt, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (1) in der Vakuum¬ kammer (37; 38) angeordnet ist und daß das Führungs- röhr (1) zur Verringerung von induzierten Wirbelströmen mindestens einen Schlitz (3; 4) aufweist.Radially encloses the electron beam and extends at least over the area of the coil system, characterized in that the guide tube (1) is arranged in the vacuum chamber (37; 38) and in that the guide tube (1) for reducing induced eddy currents has at least one Has slot (3; 4).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitz (4) mindestens bereichsweise guer zu einer ' Rohrlängsachse (2) des Führungsrohres (1) angeordnet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the slot (4) is arranged at least in regions guer to a 'longitudinal axis (2) of the guide tube (1).
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß sich der Schlitz (4) mindestens bereichsweise quer zur Rohrlängsachse (2) in einer Umfangsrichtung (11) des Führungsrohres (1) erstreckt.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized gekenn¬ characterized in that the slot (4) extends at least in regions transverse to the longitudinal axis of the tube (2) in a circumferential direction (11) of the guide tube (1).
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schlitz (4) mindestens bereichsweise als ein Diagonalschlitz (18) schräg zur Umfangsrichtung (11) erstreckt.4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the slot (4) extends at least in regions as a diagonal slot (18) obliquely to the circumferential direction (11).
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schlitze (4) jeweils aus sich in Richtung der Rohrlängsachse (2) erstreckenden Längs¬ schlitzen (10) sowie in Richtung der Umfangsrichtung (11) orientierten Querschlitzen (12) ausgebildet sind und die Querschlitze (12) jeweils sprossenartig in jeweils einen der Längsschlitze (10) übergeleitet sind.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that a plurality of slots (4) each in itself Longitudinal slots (10) extending in the direction of the longitudinal axis (2) of the tube and transverse slots (12) oriented in the direction of the circumferential direction (11) are formed, and the transverse slots (12) are each merged like rungs into one of the longitudinal slots (10).
6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei der Schlitze (4) u-förmig ausgebildet sind und ineinander verschachtelte Seitenschenkel (13) aufweisen.6. The device according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that at least two of the slots (4) are U-shaped and have nested side legs (13).
7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens einer der Schlitze (4) in einem geschwungenen Verlauf in Umfangs- richtung (11) erstreckt.7. The device according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that at least one of the slots (4) extends in a curved course in the circumferential direction (11).
8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Schlitze (4) als ein Doppel-T-Element (15) und mindestens ein andererder Schlitze (4) als ein U-Element (16) ausgebildet sind, die eine komplexe Schlitzstruktur generierend angeordnet sind.8. The device according to at least one of claims 1 to 7, characterized in that at least one of the slots (4) as a double-T element (15) and at least one of the other slots (4) as a U-element (16) which are arranged to generate a complex slot structure.
9. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß von einer komplexen9. The device according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that of a complex
Schlitzstruktur unterschiedlich große Umfangsgebiete des Führungsrohres (1) eingegrenzt sind.Slit structure of different sizes of peripheral areas of the guide tube (1) are limited.
10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (1) in einem den Schlitzen (4) abgewandten Bereich seiner Ausdehnung mit einer eine Absaugung von Materialpartikeln erleichternden Ausnehmung (17) versehen ist. 10. The device according to at least one of claims 1 to 9, characterized in that the guide tube (1) in an area of the slots facing away from the slots (4) is provided with a recess (17) which facilitates suction of material particles.
11. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Führungsrohr (1) in einer Ausbreitungsrichtung (45) des Elektronenstrahles (21) ausgehend von einer Wechselblende (48) bis in den Bereich der Strahl-Austrittsöffnung (24) erstreckt.11. The device according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the guide tube (1) in a direction of propagation (45) of the electron beam (21) starting from an interchangeable aperture (48) into the region of the beam outlet opening (24th ) extends.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (1) im Bereich der Strahl-Austritts¬ öffnung (24) einer Düse (50) zugewandt angeordnet ist.12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the guide tube (1) in the region of the beam exit opening (24) is arranged facing a nozzle (50).
13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens einer der Schlitze (4) im wesentlichen radial zur Rohrlängsachse (2) erstreckt.13. The device according to at least one of claims 1 to 12, characterized in that at least one of the slots (4) extends substantially radially to the longitudinal axis of the tube (2).
14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß sich mindestens einer der Schlitze (4) im wesentlichen schräg zu einer radialen Richtung des Führungsrohres (1) erstreckt.14. The device according to at least one of claims 1 to 13, characterized in that at least one of the slots (4) extends substantially obliquely to a radial direction of the guide tube (1).
15. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Führungsrohres (1) ein in Richtung der Rohrlängsachse (2) orientierte Randbegrenzungen (8, 9) miteinander verbindender Hauptschlitz (3) angeordnet ist.15. The device according to at least one of claims 1 to 14, characterized in that in the region of the guide tube (1) in the direction of the tube longitudinal axis (2) oriented edge boundaries (8, 9) interconnecting main slot (3) is arranged.
16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (1) aus einem nichtmagnetischen Material besteht.16. The device according to at least one of claims 1 to 15, characterized in that the guide tube (1) consists of a non-magnetic material.
17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (1) aus einem wärmebeständigen Material besteht. 17. The device according to at least one of claims 1 to 16, characterized in that the guide tube (1) consists of a heat-resistant material.
18. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Führungsrohr (1) mindestens bereichsweise aus Tantal besteht. 18. The device according to at least one of claims 1 to 17, characterized in that the guide tube (1) consists at least in regions of tantalum.
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