DE2649393A1

DE2649393A1 - Elektronenstrahlkollimator

Info

Publication number: DE2649393A1
Application number: DE19762649393
Authority: DE
Inventors: Jack Peacock
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1975-11-13
Filing date: 1976-10-29
Publication date: 1977-05-26
Also published as: JPS5263784A; CA1070440A; SE7612495L; SE410249B; DE2649393B2; GB1530449A; US4053808A; JPS5661500U; FR2331868A1; FR2331868B1; DE2649393C3

Description

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_t ₍.,.,_U;r_V PHB 32527

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"Elektronenstrahlkollimator".

Die Erfindung betrifft eine verbesserte Ausführungsforin eines Elektronenstralilkollimators gemäss der Besclireibung in der britischen Patentschrift Nr. 1 hih 843» der einen Roliraufbau mit flachen Seiten enthält, d.h. einen ILoRohiraufbau, der grundsätzlich die Form eines Prismas aufweist, das aus nahezu steifen Vandelementen gebildet wird, die je zwei flache Randteile enthalten und zusammen eine Ecke des Aufbaus bilden. Der Sohraufbau weist mindestens ein Paar paralleler Seiten auf, in denen je ein Wandteil eines Wandelements derart angeordnet

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ist, dass er einen Wandteil eines anderen Wandelements überlappt und darüber hinwegschiebt, so dass die eingeschlossene Oberfläche des Querschnitts durch den Rohraufbau und daher des hindurchgehenden Strahles variiert werden kann.

Erfindungsgemäss enthält ein Elektronenstrahlkollimator einen flachwandigen Rohraufbau
mit einem Paar paralleler Seiten, die aus nahezu
steifen Wandelementen gebildet werden, die je zwei flache Wandteile enthalten, die zusammen eine Ecke des Rohraufbaus bilden, während jede der. erwähnten parallelen Seiten einen der Wandteile eines der erwähnten Wandelemente und einen der Wandteile eines anderen der erwähnten Wandelemente sowie nahezu steife Wandelemente enthält, die je einen zwischenliegenden flachen Wandteil in einer der erwähnten parallelen Seiten bilden, wobei jeder Wandteil in jeder dieser Seiten derart angeordnet ist, dass er einen angrenzenden Wandteil in dieser Seite überlappt und verschiebbar in dieser Seite angeordnet ist, so dass die eingeschlossene Oberfläche des Querschnitts
durch den Rohraufbau· variabel ist.

Vorzugsweise enthält jede der erwähnten
parallelen Seiten eine gleiche Gesamtanzahl von
Wandteilen und weisen die Wandteile in den beiden Seiten alle die gleiche Breite auf, wenn gemessen

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in Querrichtung zur Längsachse des Rohraufbaus.

Der Rohraufbau hat vorzugsweise einen rechteckigen Querschnitt und kann aus zwei der zuerst genannten Wandelemente und einer Anzahl der weiteren Wandelemente gebildet werden, wobei die zwei zuerst genannten Wandelemente je zwei Ecken des Rohraufbaus bilden. Dies würde bedeuten, dass nur ein Paar der parallelen Seiten des Rohraufbaus zwischenliegende Wandteile und demzufolge eine variable Gesamtbreite haben würde, wenn gemessen in Richtung quer zur Längsachse des Aufbaus, wobei das anderen Seitenpaar eine feste Breite hat. Die eingeschlossene Oberfläche des Querschnitts durch den Rohraufbau ist daher nur in einer Richtung variabel, u.zw. in Richtung parallel zu den Seiten des Aufbaus, deren Breite variabel ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung weist der Rohraufbau einen rechteckigen Querschnitt auf und jede Seite·in jedem Paar paralleler Seiten enthält einen der Wandteile eines der zuerst genannten Wandelemente und einen der Wandteile eines anderen der zuerst genannten Wandelemente sowie einen zwiBchenliegenden Wandteil, der von einem der weiteren Wandelemente gebildet wird, wobei jeder Wandteil in jeder Seite derart angeordnet· ist, dass er einen angrenzenden Wandteil in dieser Seite über-

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läppt und darüber hinwegschiebt, und -wobei in jedem Paar paralleler Seiten jede Seite die gleiche Anzalil von Vandteilen wie die andere Seite enthält und wobei die Wandteile in beiden Seiten alle gleiclie Breite haben, wenn gemessen in Richtung quer zur Längsachse des Rohraufbaus.

Ein erfindungsgemässer Elektronenstrahlkollimator kann kombinierte Mittel zum Tragen des Rohrauf— baus und zum Bewegen von Wandteilen enthalten, die sich überlappen und übereinander hinwegschieben, um die eingeschlossene Oberfläche des Querschnitts durch den Rohraufbau zu variieren.

In der zuvor erwähnten bevorzugten Ausfüh— rungsform nach der Erfindung, wenn es nur einen Wandteil in jeder Seite des Rohraufbaus gibt, können die erwähnten kombinierten Mittel ein erstes Paar paralleler Stäbe, die aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können und rechtwinklig auf einem zweiten Paar' parallele!¹ Stäbe angeordnet sind, die ebenfalls voneinander weg und aufeinander zu bewegt werden können, und vier Eckstücke enthalten, die an je einem der Kreuzungspunkte der vier Stäbe gleitend auf den Stäben angeordnet sind und je ein entsprechendes Wandelement eines der zuerst genannten Wand— elemente -des Rohraufbaus tragen, wobei jedes der vier Eckstücke an jedem der zwei Stäbe verschiebbar

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befestigt sind, die sich, an der Stelle des betreffenden Eckstücks kreuzen, so dass es mit jedem dieser Stäbe mitbewegen kann, während sie nebeneinander hinschieben, und wobei die weiteren Wandelemente je eines pro Stab fest an jedem Stab zwischen den Eck— stücken befestigt sind,

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Ansicht eines Rohraufbaus mit einem rechteckigen Querschnitt und einem ;Zwischenwandteil in jeder Seite,

Fig. 2 eine Ende des Rohraufbaus nach Fig. 1, und

Fig. 3 eine Ansicht eines Aufbauteile zum Tragen des Rohraufbaus.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Rohraufbau besteht aus vier Eckwandelementen A, B, C und D und vier zwischenliegenden Wandelementen El, E2, JD3 und E4, die alle aus nahezu steifer, dünner Metallplatte hergestellt sind. Die Eckwandelemente A, B, C und D enthalten je zwei flache Wandteile A1 und A2, B1 und B2, C1 und C2 bzw. D1 und D2, die zur Bildung einer Ecke des Rohraufbaus rechtwinklig miteinander verbunden sind; die ¥andelemente E1, E2, ' E3 und E4 bilden je einen zwischenliegenden flachen

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Wandteil in jeder Seite des Rohraufbaus. In jeder Seite des Rohraufbaus sind die zwei von den betreffenden Eckwandelementen gebildeten Wandt eile , beispielsweise die von den Wandteilen A und B gebildeten Wandteile A2 und B1_f derart angeordnet, dass
sie den dazugehörenden zwischenliegenden Wandteil überlappen und darüber hinwegschieben, in diesem
Beispiel den Wandteil E1. Auf diese Weise kann jede Seite des Rohraufbaus nach der gegenüberliegenden Seite hin oder davon weg bewegt werden, um die eingeschlossene Oberfläche des Querschnitts durch den Rohraufbau" und daher durch den hindurchfallenden
Strahl zu variieren. Das Überlappen verhindert das Entweichen von Elektronen aus dem Rohraufbau.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Rohraufbau einen rechteckigen Querschnitt; im vollständig ausgeschobenen Zustand gemäss den gezogenen Lrinien in.Fig. 2 hat das Rohr einen viereckigen Querschnitt. Der Rohraufbau in einem erfindungsgemässen Kollimator beschränkt sich jedoch nicht auf einem rechteckigen Querschnitt, sondern er kann jeden praktischen polygonalen Querschnitt aufweisen, wenn nur dabei zwei parallele Seiten vorhanden sind, die je zwei Wandteile enthalten, die aus zwei der Eckwandelemente und mindestens einem zwischenliegenden Wandteil gebildet ist, der durch

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ein zwischenliegendes Wandelement gebildet wird. Vorzugsweise hat jede Seite die gleiche Anzahl zwischenliegender Wandteile und die Breite der Wandteile in jeder Seite, wenn gemessen quer zur Längsachse des Rohraufbaus, ist vorzugsweise gleich der Breite der entsprechenden Wandteile an der anderen Seite, Mit Rücksicht darauf, dass das Mass des Überlappens zwischen angrenzenden Wandteilen in jeder dieser Seiten schwankt, wenn die Gesamtbreite der Seiten beim Ändern des Durchmessers des Rohraufbaus variiert, ist ausserdem das Mass des Uberlappens zwischen jeden zwei angrenzenden Wandteilen in jeder der erwähnten Seiten für jeden Wert der erwähnten Gesamtbreite gleich dem Mass des Uberlappens zwischen den entsprechenden Wandteilen in der anderen Seite.

Um eine optimale Variationsmöglichkeit der Seitenbreite des Rohraufbaus bei den in der Breite variablen Seiten zu erhalten, haben die Wandteile in jeder dieser Seiten vorzugsweise die gleiche Breite wie die im dargestellten Ausführungsbeispiel.

Für jedes Paar paralleler, in der Breite variabler Seiten wird das Ausschiebeverhältnis des Rohraufbaus in Richtung parallel zu diesen Seiten, d.h. das Verhältnis den grössten und kleinsten Gesamtbreiten der Seiten, wie folgt an Hand der

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Fig. 2 abgeleitet.

Wenn wir das Seitenpaar· heranziehen, bei dem eine Seite aus den Wandteilen A1, E4 und D2 und die an- 8.njeve au* atn h-duitei lea A^-J, S4 und 3)2. und JiO₁ ar. dere aus den WandteilLen B2, E2 una CI besteht, wobei w gleich der Breite jedes Wandteils und χ gleich dem Mindestmass der Überlappung zwischen angrenzenden Wandteilen ist, so ist

die minimale Gesamtbreite jeder Seite = w, die maximale Gesamtbreite jeder Seite = -2x^. xuid

das Verhältnis zwischen der grossten und

3w — 2x

der kleinsten Breite = .

Im allgemeinen Fall ist das Verhältnis

gleich -^ '—, worin n_ die Anzahl der Wandteile

in jeder Seite ist. Auf diese Weise kann für bestimmte Werte von w und χ ein gröeseres Ausdehnungsverhältnis in einer bestimmten Richtung mit dem erfindungsgemässen Aufbau als das in. der eingangs erwähnten Patentschrift Nr 1 414 843 beschriebene Verhältnis erhalten werden. In letztgenannte Patentschrift beschriebenem Aufbau besteht jede, in der Breite variable Seite des Rohraufbaus nur aus zwei Wandteilen, die durch zwei der Eckwandelemente gebildet werden und je aus einer Anzahl in gegenseitigem Abstand voneinander angeordneter dünner Platten

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bestehen, die verschiebbar zwischen den Platten des anderen Wandteils angeordnet sind und somit die letztgenannten Platten überlappen. Da jede' Seite nur zwei Wandteile hat, kann das Ausdehnungsverhältnis

. , . .. . ., 2w-x t* nxcht grosser sein als .

Die gestrichelten Linien in Fig. 2 zeigen den Rohraufbau, wenn die eingeschlossene Oberfläche des Querschnitts zur kleinsten Abmessung in einer einzigen, mit dem Pfeil Y angegebenen Richtung und zu einer Zwischenstellung in der anderen, mit dem Pfeil χ angegebenen Richtung zurückgebracht ist. Da die Breite jedes Paares paralleler Seiten des Rohraufbaus zwischen den äussersten Abmessungen w cm und 3w-2x cm variiert werden kann, folgt daraus, dass die eingeschlossene Oberfläche des Querschnitts" durch den Rohraufbau in den x- und y-Richtungen zwischen diesen Grenzen unendlich variabel ist.

Fig. 3 zeigt 'Mittel zum Tragen der Wandelemente des Rohraufbaus nach Fig. 1 und 2 und zum Bewegen der -Wandelemente zur Änderung der eingeschlossenen. Oberfläche des Querschnitts durch den Rohraufbau. Diese Mittel enthalten ein Paar para- ' lleler Stäbe 5a und 5b, die aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können, siehe die Pfeile F, und rechtwinklig auf einem zweiten Paar paralleler Stäbe 6a und- 6b stehen, die ebenfalls in der

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Richtung der Pfeile G aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können; In den Kreuzungspunkte der vier Stäbe sind vier Eckstücke, an denen die vier Eckwandelemente A, B₁ C und D befestigt werden können, verschiebbar auf den Stäben montiert. Fig. 3 zeigt drei dieser Eckstücke mit den Bezeichnungen 7, 8 und 9· Die vier .zwischenliegenden Wandelemente E1, E2, E3 und E4 sind unbeweglich auf den Stäben 6a, 5a, 6b bzw. 5b zwischen den Eckstücken mittels Klemmblöcken 10 befestigt. Fig. 3 zeigt nur zwei der zwischenliegenden Wandelemente, u.zw. E1 und E2, und die dazugehörenden Klemmblöcke. Jedes der vier Eckstücke ist an jedem der zwei, sich an der Stelle dieses Eckstücke kreuzenden Stäbe verschiebbar befestigt, so dass letztgenanntes Eckstück die Bewegung jedes dieser Stäbe folgen kann, während dieser Stab sich längs dem anderen schiebt. Daher kann jedes Eckstück in zwei orthogonalen Richtungen F und G bewegt werden.

Der Bewegungsmechanismus ist nicht dargestellt, kann aber ganz einfach aus Bändern (oder Drähten) und Rollenzügen bestehen. Auch der in der früher genannten Patentschrift Nr.1 4i4 843 beschriebene Mechanismus kann verwendet werden.

Zum Verkleinern der eingeschlossenen Oberfläche des Querschnitts durch den Rohraufbau in

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der Y-Richtung werden beispielsweise die Stäbe 5a und 6b aufeinanderzu bewegt. Die zwei Eckstücke 7 und 8 auf dem Stab 5^a folgen die Bewegung dieses' Stabes und gleiten über die Stäbe 6a und 6b, wobei sie die zwei Eckwandelemente des Rohraufbaus mitnehmen, die an diesen Eckstücken befestigt sind. Die zwei Eckstücke auf dem Stab 5b folgen ebenfalls die Bewegung dieses Stabes und gleiten über die Stäbe 6a und 6b, wobei sie die .anderen zwei Eckwandelemente des Rohraufbaus mitnehmen. Die zwei zwischengeordneten Wandelemente, die auf den Stäben 5a und 5b befestigt sind, bewegen sich mit den Stäben zueinander hin, die anderen zwischenliegenden ¥andelemente bleiben an der gleichen Stelle auf den Stäben 6a und 6b. Venn die Durchmesserverkleinerung im Rohraufbau in bezug auf die Zentralachse des Rohraufbaus nicht symmetrisch zu sein braucht, so kann einer der Stäbe 5a und 5b verschoben werden, während der andere stationär bleibt.

Der Rohraufbau kann mit Strahlverteilungskorrektoren in einer Weise versehen werden, die gleich der in der Beschreibung in der oben erwähnten Patentschrift Nr.1 4i4 8^3 ist, was einige Unterschiede in der Länge einiger der Wandelemente erforderlich macht, d.h. ihre Abmessungen gemessen

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parallel der Längsachse des Rohraufbaus. Die Eckwandelemente A und C müssten dabei beispielsweise langer sein als die Eckwandelemente B und D und die zwischenliegenden Wandelemente E1, E2, E3 und E4.

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PATENTANSPRÜCHE:

/1,j Elektronenbündelkollimator mit einem flachwandigen Rohraufbau mit einem Paar paralleler· Seiten, die aus nahezu steifen Wandelementen gebildet werden, die je mindestens zwei flache Wandteile enthalten, die zusammen eine Ecke des Rohraufbaus bilden, dadurch gekennzeichnet dass jede der erwähnten parallelen Seiten einen der Wandteile eines der erwähnten Wandelemente und einen der Wandteile eines anderen der erwähnten Wandelemente sowie nahezu steife Wandelemente enthält, die je einen zwischenliegenden flachen Wandteil in einer der erwähnten parallelen Seiten bilden, wobei jeder Wandteil in jeder dieser Seiten derart angeordnet ist, dass er einen angrenzenden Wandteil in dieser Seiten überlappt und verschiebbar in dieser Seite angeordnet ist, so dass die eingeschlossene Oberfläche des Querschnitts durch den Rohraufbau variabel ist.

2. Elektronenstrahlkollimator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede der erwähnten parallelen Seiten die gleiche GesamtanzaHl von Wandteilen enthält und die Wandteile in den beiden Seiten alle die gleiche Breite aufweisen, wenn in Querrichtung zur Längsachse des Rohraufbaus gemessen.

3. Elektronenstrahlkollimator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Rohraufbau einen

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rechteckigen Querschnitt hat und in jedem Paar paralleler Seiten jede Seite sowohl einen der Wandteile eines der zuerst genannten Wandelemente als auch einen der Wandteile eines anderen der zuerst genannten Wandeleraente und einen von einem der weiteren Wandelemente gebildeten zwischenliegenden Wandteil enthält und wobei jeder Wandteil in jeder Seite in bezug auf einen angrenzenden Wandteil in dieser Seite überlappend und verschiebbar angeordnet ist und in jedem Paar paralleler Seiten jede Seite eine gleiche Gesamtanzahl von Wandteilen wie die andere Seite enthält und die Wandteile der beiden Seiten .alle die gleiche Breite haben, wenn quer zur Längsachse des Rohraufbaus gemessen.

h. Elektronenstrahlkollimator nach Anspruch 1, 2 oder 3j dadurch gekennzeichnet, dass er kombinierte Mittel zum Tragen des Rohraufbaus und zum Bewegen der Wandteile enthält, die zur Variation der eingeschlossenen Oberfläche des Querschnitts durch den Rohraufbau überlappend und verschiebbar in bezug aufeinander angeordnet sind.

5. Elektronenstrahlkollimator nach Anspruch 3 und h, dadurch gekennzeichnet, dass jede Seite des Rohraufbaus nur einen zwischenliegenden Wandteil enthält und die erwähnten Mittel ein erstes Paar paralleler Stäbe, die aufeinander zu und voneinander

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weg bewegt werden können und rechtwinklig auf einem zweiten Paar paralleler Stäbe angeordnet ist, die ebenfalls aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden können, sowie vier.Eckstücke enthalten, die an je einem der Kreuzungspunkte der vier Stäbe verschiebbar auf den angeordnet sind und je ein entsprechendes Eckstück der zuerst genannten ¥andelemente des Rohraufbaus tragen, wobei jedes der vier Eckstücke an jedem der zwei Stäbe verschiebbar befestigt sind, die sich an der Stelle des betreffenden Eckstücks kreuzen, so dass dieses Eckstück mit jedem dieser Stäbe mitbewegen kann, während sie nebeneinander hinschieben, und wobei die weiteren Wandelemente je eines pro Stab zwischen den Eckstücken fest an jedem Stab befestigt sind.

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