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Einrichtung zum Einschleusen und wahlweisen Einführen mehrerer Objektpatronen
in den Strahlengang von Korpuskularstrahlapparaten Bei der Untersuchung von Objekten
in Elektronenmikroskopen werden die Objekte bekanntlich in Objektpatronen eingesetzt,
die ihrerseits durch besondere Einschleusvorrichtungen in den Strahlengang des Elektronenmikroskops
gebracht werden. Die bekannten Einrichtungen dieser Art sind so durchgebildet, daß
jeweils nur ein Objekt in den Vakuumraum des Elektronenmikroskops eingeschleust
werden kann. Um ein neues Objekt zu untersuchen, ist es daher bisher erforderlich
gewesen, die Objektpatrone, welche das vorher untersuchte Objekt enthält, auszuschleusen
und danach die Patrone mit dem neuen Objekt oder auch die alte Patrone mit einem
neuen Objekt einzuschleusen. Obwohl die bekannten, z. B. die mit einem drehbaren
Schleusenhahn arbeitenden Vorrichtungen so durchgebildet sind, daß der Einschleusvorgang
verhältnismäßig wenig Zeit beansprucht, besteht doch das Bedürfnis nach einer Einrichtung,
die es gestattet, ohne große Zeitverluste mehrere Objektpatronen wahlweise in den
Strahlengang des Elektronenmikroskops von außen her einzuführen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung eines
zur Aufnahme mehrerer Objektpatronen dienenden, relativ zum Strahlengang beweglich
angeordneten Halters, dem eine besondere Schleusvorrichtung zugeordnet ist, die
es gestattet, einen oder mehrere der die Patronen aufnehmenden Teile des Halters
vom Vakuumraum abzutrennen. und mit der Außenluft zu verbinden. Auf diese Weise
ist es nunmehr leicht möglich, verschiedene Objekte rasch nacheinander im Elektronenmikroskop
zu untersuchen. Man kann vorzugsweise
den Halter und die ihm zugeordnete
Schleuseinrichtung so ausbilden, daß ein oder gegebenenfalls mehrere der die Patronen
aufnehmenden Teile des Halters mit der Außenluft verbunden werden können, während
gleichzeitig eine der im Halter befindlichen Patronen sich im Strahlengang in der
Betriebsstellung befindet. Hierdurch ist es möglich, gleichzeitig ein Objekt zu
untersuchen und ein zweites einzuschleusen.
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Den Patronenhalter kann man in verschiedener Weise ausbilden. So kann
man beispielsweise einen quer zur Strahlachse geradlinig verschiebbar angeordneten
Patronenhalter verwenden. Eine andere Ausführungsmöglichkeit besteht in der Verwendung
einer drehbaren Trommel als -Patronenhalter, deren Achse parallel zum Strahlengang
angeordnet ist und die zur Aufnahme der Objektpatronen mit mehreren achsenparallelen
Bohrungen versehen ist. Die für die Erfindung wesentliche besondere Schleuseinrichtung
kann leicht so durchgebildet werden, daß sich jeweils alle in dem Patronenhalter
eingesetzten Objektpatronen zur Untersuchung schon innerhalb des Vakuumraumes des
Elektronenmikroskops befinden. Man wird den Patronenhalter in. an sich bekannter
Weise mit einem äußeren Äratrieb versehen, der die Verstellkräfte mit Hilfe eines
vakuumdichten Verschlusses auf die im Vakuumraum angeordnete Trommel überträgt.
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Um das Einschleusen der Objektpatronen zu ermöglichen, kann man gemäß
der weiteren Erfindung die Vakuumwand des Apparates auf der vom Strahlengang entfernt
liegenden Seite des Halters mit einer Einschleusöffnung versehen, die so ausgestattet
werden kann, daß die Obj ektpatronen ohne Betriebsunterbrechung in den Halter eingesetzt
und entnommen werden können. Eine sehr einfache und leicht zu bedienende Einschleusvorrichtung
ergibt sich, wenn man in der Vakuumwand auf der Seite der Einschleusöffnung und
auf der in Richtung der die Patrone aufnehmenden Bohrung gegenüberliegenden Seite
Dichtungen anordnet, durch welche die mit der Außenluft beim Schleusen in Verbindung
zu bringende Bohrung gegen den Vakuumraum vakuumdicht abgeschlossen werden kann.
Zur Abdichtung können dabei zwei Gummidichtungen verwendet werden, die mit von außen
zu verstellenden Druckstücken beim Schleusv organg gegen den Halter gedrückt werden.
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Weitere für die Ausgestaltung der Erfindung wesentliche Merkmale werden
in dem im folgenden behandelten Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Die Figur zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung einen Querschnitt
durch denjenigen- Teil des Elektronenmikroskops, der die Objektpatronen aufnimmt.
Mit i und :2 sind zwei Teile der Vakuumwand des Elektronenmikroskops bezeichnet.
Die Stoßstelle dieser beiden Teile ist durch einen Gummiring 3 vakuumdicht verschlossen.
Im Teil 2 sind die Polschuhe q. der Objektivlinse angedeutet. Mit 5 ist eine drehbare
Trommel bezeichnet, deren Achse parallel zum Strahlengang 6 der Elektronen angeordnet
ist. Diese Trommel ist zur .Aufnahme der Objektpatronen 7 mit einer Mehrzahl von
achsenparallelen Bohrungen .8 versehen. Die Trommel besitzt einen äußeren Antrieb,
der die Verstellkraft mit Hilfe eines konischen Schliffes über einen Kegelradantrieb
9, io auf die Trommel überträgt. Das untere Ende i i der Trommel ist als Spurlager
ausgebildet. Es stützt sich mit einer Kugel 12 auf eine im Teil 2 angeordnete Platte
13 ab. .
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Um einzelne Patronen eirar und ausschleusen zu können, besitzt die
Vakuumwand 2 auf der vom Strahlengang 6 entfernt liegenden Seite eine Bohrung r4.,
die als Einschleusöffnung dient. Diese Öffnung ist mit Hilfe des Druckstückes 15,
der :Gummischeibe 16 und der zylindrischen Gummidichtung 17 verschlossen. Die Gummischeibe
16 ist nämlich mit ihrem äußeren Rand unter Zwischenlegung eines Druckstückes 18
und der mit einem äußeren Gewinde versehenen Scheibe i9 an den entsprechenden Teil
der Vakuumwand 2 angepreßt, während der innere Rand der Scheibe 16 mit Hilfe eines
Druckstückes 2o und der mit einem Innengewinde versehenen Scheibe 21 auf dem Teil
15 festgeschraubt ist. Der Teil 15. besitzt eine innere Bohrung 22, welche durch
die hohlzylindrische Gummidichtung 17 verschlossen werden kann. Der Verschluß wird
bewirkt durch eine durch den Hohlzylinder gesteckte Spindel 23. Diese Spindel drückt
unter Vermittlung der äußeren Platte 26 die äußere Mantelfläche der Gummidichtung
17 mit Hilfe des an der Spindel befestigten Kopfes 24 gegen die zylindrische Bohrung
des Teiles 15, so daß bei angezogener Mutter 25 ein völlig dichter Abschluß gewährleistet
ist.
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Die Scheibe2r' trägt einen Gummidichtungsring 27, der durch die später
beschriebene Andrückvorrichtung fest gegen den gegenüberliegenden Rand der dort
befindlichen Trommelbohrung gedrückt werden kann. In den Teil i der Mikroskopwand
ist auf der gegenüberliegenden Seite eine Gummidichtung 28 mit Hilfe eines Druckringes
29 verschraubt. Dieser Dichtung z8 ist ein Druckstück 30 zugeordnet, das von oben
nach unten gegen die Dichtung 28 gedrückt werden kann,, so daß sich diese mit ihrem
unteren Rand gegen die obere Öffnung der an dieser Stelle befindlichen Trommelbohrung
dicht anlegt.
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Den beiden Druckstücken 15 und 30 ist je ein Schwenkhebel 31 und 32
zugeordnet; die bei 33 drehbar gelagert sind. Diesen beiden Schwenkhebeln ist eine
gemeinsame Antriebsspindel 34 zugeordnet, die mit Hilfe des Handrades 35 gedreht
werden kann. -Wenn man die Spindel 34 im Uhrzeigersinn dreht, werden die Druckstücke
15 und 30 aufeinander zu bewegt. Sie schließen mit Hilfe der Dichtungsteile 27 und
28 die Trommelbohrung 8, welche sich an dieser Stelle befindet, druckdicht gegenüber
dem Vakuumraum 36 des Elektronenmikroskops ab.. In dieser Einstellung kann man nach
Lösen der Mutter 25 die Spindel 23 zusammen mit dem Dichtungszylinder 17 aus der
Bohrung 22 des Druckstückes 15 herausziehen, so daß die in der hier befindlichen
Bohrung B eingesetzte Patrone 7 entfernt und gegebenenfalls durch eine neue ersetzt
werden kann.. Die Patrone 7 wird mit
ihrem oberen Teil
37 in einen mit Innengewinde versehenen Ring 38 eingeschraubt. Dieser Ring
ist mit Hilfe einer Feder 39 in der Bohrung 8 abgestützt.
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Zum Einschleusen der neu eingesetzten Patrone wird -zunächst die Dichtung
17 wieder eingefügt und festgeschraubt, danach werden die Druckstücke 15 und 3o
durch Drehen am Handrad 35 in Richtung voneinander weg bewegt, so daß der Innenraum
der Bohrung 8 durch Lösen der Dichtungen 27 und 28 wieder in direkte Verbindung
mit dem Vakuumraum 36 tritt.
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.An der Stelle des Strahlenganges 6 ist ein rohrförmiger Stempel 4o
angeordnet, der axial verschiebbar in einer Buchse 41 befestigt ist. Zum Antrieb
des Stempels 4o dient ein Zahnstangentrieb 42, dessen Antriebswelle 43 in an sich
bekannter Weise mit Hilfe eines Dichtungskonus von außen her verdreht `-erden kann.
Der Stempel 40 kann derart nach abwärts verstellt werden, daß er die in der Bohrung
8 in dieser 'Stelle befindliche Patrone nach unten hin mitnimmt, so daß die Patrone
aus der Bohrung 8 heraus in Richtung auf den w irksainen Bereich der Objektivlinse
hin verstellt wird. Um eine andere Objektpatrone in den Strahlengang einzufügen,
wird die Patrone 7 durch Zurückdrehen des Stempels 40 in die dargestellte Lage gebracht,
wonach die Trommel 5 mit Hilfe des Antriebes g, io weitergedreht wird, bis die nächste
Bohrung der Trommel und damit die darin befindliche Objektpatrone sich gerade im
Strahlengang des Mikroskops befindet. Es ist vorteilhaft, in der Figur nichtdargestellte
Anordnungen zu verwenden, die die Einstellung der Trommel 5 von außen her eindeutig
zu beurteilen gestatten. Man kann z. B. mit der die Trommel verdrehenden äußeren
Antriebsvorrichtung einen Zeiger verbinden, der die jeweilige Lage der Trommel außen
sichtbar macht. .Man kann das Einrücken der Patrone in den Strahlengang auch beispielsweise
an der äußeren Bandbedienten Antriebsvorrichtung der Trommel durch eine Rastenscheibe
od. dgl. fühlbar machen.