DE892348C - Strahlerzeugungssystem fuer Korpuskularstrahlapparate - Google Patents

Description

• Strahlerzeugungssystem für Korpuskularstrahlapparate Für den Strahlerzennger eines Elektronenmikroskops -ist schon einte: Einrichtung zur Relativverstellung der Kathode gegenüber der Anode bzw. gegenüber dem Wehnelt-Zylinder vorgeschlagen worden, bei der die Kathode an einem Rohr befestigt ist, das seinerseits in einer an dem @die Hochspannung zuführenden, Kabelende aufvulkanis orten Gummimanschette gehaltert ist, und bei der die Verstellvorrichtungen. außen an- :diesem Kabelende angreifen. Während bei den. sonst ühlichcn Strahlerzeugern für die Versteilung der Kathode Verstellstangen durch die Vakuumwand hinausgeführt werden: müssen, .die auch so zu bemessen sind, daß sie die Hochspannung überbrücken, haben die vo@rgeschlagenen Anordnungen den Vorteil, daß man die, gewünschten Steuerbewegungen der Kathode durch Angriff der Steuermittel außerhalb des Vakuumraumes und auf Erdpotential durchführen kann. Die Erfindung betrifft eine weitere Ausgestaltung von; Strahlerzeugungssystemen für Korpuslirularstrahlapparate der eingangs erwähnten Art und zielt insbesondere darauf ab, eine in konstruktiver Hinsicht einfachere und in bezug auf die gewünschten Steuerbewegungen sehr exakt arbeitende Anordnung zu schaffen, bei der es möglich ist, zwei verschiedene Kathodensteiue@rbewegungen, nämlich eine Querbewegung der Kathode zur Strahla,chse und eine Bewegung- -in; Rlichtung der Strahlachse durchzuführen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß mit dem beweglichen Teil des Kabelendes ein Spurlager fest verbunden, dass einerseitsdazu dient, die für die Axialverstellung der Kathode benötigten Verstellkräfte auf den Kathodenhalter zu übertragen und das andererseits die Querbewegungen .der Kathode in: einer Ebene senkrecht zur Strahlachse festlegt. Beim Erfindungsgegenstand ist also das erwähnte Spurlager das technische Mittel, um die beiden in Betracht gezogenen unterschiedlichen iSteuerbewegungen der Kathode gut zv beherrschen.
• Man wind das La, -er nach der Erfindung so ausbilden, daß, der für seine Wirksamkeit notwendige Anpreßd:#uck beim Betrieb, des, Korpuskularstrahlapparatesdurch Kräfte, beispielsweise elastische Kräfte .des Gummiflansches, hervorgerufen wird, die in gleicher Richtung wirken: wie jene, welche sich infolge des Druckunterschiedes zwischen Vakuumraurn und Außenluft von selbst ergeben. Auf diese Weise ist zwangsläufig die gewünschte Kraftübertragung jederzeit im Betriebsfall gewährleistet und ein Richtungswechsel der Kraft hei Luftein.laß vermieden.
• In konstruktiver Beziehung kann, man das Spurlager in verschiedener Weise aufbauen. Eine vorteilhafte Anordnung -ergibt sich, wenn: dieses Lager aus einem :mit. dem beweglichen Kabelende fest verbundenen Schulterring, einem mit .dem feststehenden Strahlerzeugerkop@f :durch ein Verstellgewinde verbundenen Ring und den dazwischen befindlichen Lagerkugeln besteht.
• Da man beim Erün@dungs;gegenstand sowohl axiale Verstellungen .der Kathode als auch Querverstellungen .durchführen will, muß man Ader konstruktiven Ausbildung der .die Verstellbewegung durchführenden Einstellschrauben, besondere Beachtung schenken. Das gilt insbesondere auch für die der Querbewegung dienenden Einstellmittel, deren Angriffspunkte so ausgestaltet werden müssen, @daß .die durch diese Einstellmittel einmal gewählte Kathodenlage sich .möglichst nicht verändert, wenn Verstellbewegungen. in axialer Richtung durchgeführt werden. In dieser Beziehung kommt man .zu besonders "gutem. Ergebnissen, wenn maigemäß der weiteren, Erfindung die der Querverstellung dienenden Einstellschrauben: so ausgestaltet, @d,aß sie ihre Verstellkraft .durch zwei Kugellager, .deren Achsen senkrecht aufeinander stehen, auf den beweglichen Teil des Kabelendes übertragen.
• Weitere fü-r:die Erfindung wesentliche Merkmale werden in dem in den Figuren :dargestellten Ausführungsbeispiel behandelt.
• Fig. i zeigt einen Längsschnitt .durch :den Strahlerzeugerkopf eines Elektronenmikroskops:. Mit r ist die Kathode, mit 2 der Weh.nelt-Zylinder, mit 3 die Anode des Strahlerzeu@gers bezeichnet. Die Hochspannung wird der Kathode von dem Hochspannungskabel4 aus über die. beiden Leitungen. 5 und, 6 ,zugeführt. Der Kathodenhalter 7 selbst ist in an sich bekannter Weise a1,s@ Stecker ausgebildet, um die Kathode leicht auswechseln zu können. An das Kabelende ist ein Gummoiflansch 8 an, vulkanisiert, der daizu dient, die für die Verstel.lbewegungen der Kathode notwendige Bewegungsmäglichkeit zu gewährleisten. Der äußere Rand 9 dieses Flansches ist mit Hilfe ,des. Isolatorringes i o, über den Uie an der .Kathode entstehende Wärme nach außen abgeführt wird, gegen die untere Schulter 1i des Gehäuses i: gedrückt, wo bei :durch die aus der Figur ersichtliche Ausgestaltung der aufeinanderdrückenden Teile 9 und i r sich gleich. zeitig die Vakuuma#bidichtung ergibt. Mit einen konischen, Ring 13 wird der Wehnelt-Zylirnder 2 gehaltert. Der Isolatorring io ist zur Vergrößerung des Kriechweges mit einer Rippe und auf dea anderen Seite mit einer Rille versehen, in die eine entsprechende Rippe des Gummiflansches paßt.
• Um :für :die notwendigen, Verstel.lbewegungen der Kathode,die erforderlichen Angriffspunkte der Verstellbeawegu.nig zu schaffen, ist um das Kabelende eine,dreiteilige Hülse 14 herurngeleggt, die mit Hilfe des Ringes. 15 und der .darin befindlichen Druckschrauben( i6 fest gegen die Gummimanschette 17 des Kabels gedruckt wird. Das bei der Erfindung angewendete, die Verstellbewegungen übertragende Spurlager besitzt einen Schulterring 18, der auf dem Ring 15 festgeschraubt .ist. Mit i9 ist ein Ring des Spurlagers bezeichnet, der mit Gewinde versehen ist, so,daß er auf dem feststehenden Gehäuseteil 12 des Strahlerzeugers in axialer Richtung auf-und abgeschraubt werden kann. Zwischen den Teilen 18 und r9 befinden sich .die Lagerkugeln, 2,o. Der für die richtige Wirksamkeit .des beschriebenen Spurlage.rs notwendige Anpreßdruck ergibt sich infolge der elastischen Kräfte des Gummis und des Druckunterschiedes zwischen Vakuum und Außenluft in jeder Betriebslage der Verstellschrauibe i9 bei Betriebsvakuum und bei Lufteinl.aß von selbst. Durch Drehen an der Einstellmutter i9 kann: man also eine Axialverstellung der Kathode durchführen.
• Für die Querbewegung -der Kathode sind zwei Einstellschrauben2z, denen in, üblicher Weise eine in der Figur nicht dargestellte Gegenfeder Zugeordnet ist, vorgesehen. Nach der Erfindung übertragen die Schrauben 2r ihre Verstellkraft .durch zwei Kugellager 22, 23 auf die Hülse 14. Diese beenden Kugellager sind in der aus der Figur ersichtlichen Weise so angeordnet, daß ihre Achsen senkrecht aufeinanderstehen. Diese Art der Übertragung der Querbewegung auf das Kabel sorgt,dafür, daß die gewünschten: Bewegungen in der Querrichtung sich eindeutig entsprechend dem Winkelweg der Einstellschraube .auswirken können, wobei durch die Verwendung des Spurlagers dafür gesorgt wird, .daß diese Querbewegungen genau in einer senkrecht zur optischen Achse stehenden Ebene verlaufen. Auch bei, der AxiaIverstellung der Kathode mit Hilfe der Einstellmutter i9 wirkt sieh die Anwendung der Kugellagerübertragung22, 23 günstig aus insofern, als dieAxialbewegungen ein reibungsloses Gleiten an ,diesen Angriffisp:unkten der Querverstellschrauben ermöglichen.
• Wenn man bei .der dargestellten Strahlerzeugerkonstruktion den Wehnelt-Zylinder 2 ausbauen will, was beispielsweise jedesmal erforderlich ist, wenn ein Kathodenwechsel notwendig ist, wird man mit Vorteil einen in den Fig. 2 und 3 :im Längsschnitt und in der Draufsicht dargestellten speziellen Schlüssel 24 verwenden, für :den es wesentlich ist, @daß er für .den .ausgebauten. Wehnelt-Zylinder2 einen HalterbIldet. Man, kann mitd,iesem Schlüssel, der mit seinen beiden Köpfen 25 in entsprechende Aussparungen. 26 des Wehneit-Zylinders 2 eingreift und: der durch eine Drehbewegung im Uhrzeigersinn nach Art eines Bajonettverschlusses den Wehnelt-Zylinder 2 in seiner Lage zum Schlüssel festlegt, den Wehnelt-Zylinder 2 ausbauen und aufbewahren, ohne ihn mit der Hand berühren zu müssen. Das ist für ein einwandfreies Arbeiten mit diesem empfindlichen Teil des Strahlerzeugerkopfes von besonderer Bedeutung.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Strahlerzeugunigssystem für Korpuskula.rstrah.lapparate, insbesondere Elektro,nen:mikro,-skope, mit einer Einrichtung zur Relativverstellung ,der Kathode gegenüber der Anode, wobei. ,die Kathode an einem Rohr befestigt ist, das seinerseits in einer an dem die Hochspannung zuführenden Kabelende aufvulkanisierten Gummimanischette gehaltert ist, und wobei di,e Verstellvorrichtungen, außen an diesem Kabelende angreifen, .dadurch gekennzeichnet, daß mit dem beweglichen Teil des Kabelendes ein Spurlager fest verbunden ist, das einerseits dazu dient, die für die axiale Verstellung der Kathode benötigen Verstellkräfte auf den Kathodenhalter zu übertragen, und das andererseits .d:ie Querbewegungen der Kathode -in einer Ebene senkrecht zur Strahlachse festlegt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, daidurch gekennzeichnet, daß der Wehne:lt-Zyl@inder ausschraubibar, aber mit gutem Wärmekontakt in einem Mli.ng befestigt ist, der seinerseits mit gutem Wärmekontakt an einen Isolierring schließt, der seinerseits mit, gutem Wärmekontakt am Außenmantel der Apparatur anliegt.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch. gekennzeichnet, d:aß auf -das Kabel eine in einen Flansch auslaufende Gummimanschette aufvulkanisiert wind und @daß dieser Flansch sich gegen den Isolatorring abstützt, welcher den Wehnelt-Zylinder haltert. ¢. Anordnung nach Anspruch i und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Isolator an den Befinden durch die Hochspannung beanspruchten Stirnseiten zur Verlängerung des Überschlagsweges mit einer oder mehreren Rippen bzw. Einkerbungen, versehen. ist. 5. Anordnung nach Anspruch i und q., dadurch gekennzeichnet, daß,der Gummiflansch an seiner Berühriungsstelle mit dem Isolator, gegengleiche Einkerbungen bzw. Rippen hat. 6. Anordnung nach Anspruch. i, dadurch gekennzeichnet, .daß das Lager so ausgehil,det ist, .daß der für seine Wirksamkeit, notwendige Anpreß-druck durch Kräfte, beispielsweise elastische Kräfte des Gummiflanscheis, hervorgerufen, wird, die in gleicher Richtung wirken wie- jene Kräfte, welche bei Betrieb des Korpuskularstrahlapparates infolge des Druckunterschiedes zwischen. Vakuumraum und Außenluft hervorgerufen- -werden. 7. Anordnung nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, d.aß dass Spurlager aus einem .mit dem beweglichen Kabelende fest. verbundenenSchulterring, einem mit .dem feststehenden Strahlerzeugungskopf durch: ein Verstell!gewinde verbundenen Ring und dazwischen befindlichen Lagerkugeln besteht. B. Anordnung nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Querverstellung,dienenden,Einstellschrauben ihre Verstell!kraft. über zwei Kugellager, deren Achsen senkrecht aufeinanderstehen, auf den beweglichen Teil des Kaibeulendes übertragen. Anordnung nach Anspruch i oder einem der folgenden, bei der die in der AxiaIrichtung und in, der Querrichtung erfolgenden Bewegungen der Kathode relativ zum feststehenden Wehnelt-Zylinder .durchgefü.hrtwerden, dadurch gekennzeichnet, daß der Wehnelt-Zylinder in einer Metallfassung befestigt ist, die von dem zur Abdichtung dienenden Gummi:flan.sch des Kabelendes über einen konischen. Sitz gegen,den al;s Halter dfienenden Porzellanisolator gedrückt wird.