HOCHLEISTUNGS-STRAHLVERSCHLUSS- UND SPALTSYSTEM FÜR SYNCHROTRONSTRAHLUNG

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Hochleistungs-Strahlverschluss- und Spaltsystem für Synchrotronstrahlung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

[0002] In Synchrotronstrahlungslaboratorien wird an Elektronen-Beschleunigerringen, die mit speziellen Strahlführungen mit sogenannten Wigglern und Undulatoren versehen sind, gezielt hochintensive Synchrotronstrahlung erzeugt, die in der Regel in einer Mehrzahl von separaten Strahlen für Experimente zur Verfügung gestellt werden. In jeder Strahlführung muss vor dem Experiment ein Strahlverschluss- und Spaltsystem angeordnet sein, um den Strahl abschalten zu können und durch Definieren einer bestimmten Strahlbreite mittels eines Spaltes die Strahlgeometrie an das Experiment anpassen zu können. Da in den heutigen Experimenten Strahlen mit sehr hoher Intensität verwendet werden, müssen diese Vorrichtungen auf die Absorption hoher Leistungen (6 - 15 kW) ausgelegt sein.

[0003] Ein System nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus DE 101 35 307 C2 bekannt. Diese Vorrichtung weist zwei in Längsrichtung versetzt zueinander angeordnete Synchrotronstrahlungsabsorber auf. Die eigentlichen Absorber haben jeweils einen keilförmigen Grundkörper aus Kupfer. Die Keilform wird gewählt, damit die Absorptionsfläche leicht gegen die Längsrichtung der Vorrichtung, die im Betrieb mit der Strahlrichtung übereinstimmt, geneigt ist, so dass der Absorberkörper, in Strahlrichtung gesehen, leicht auf die Strahlachse zu läuft. Dadurch kommt es zu einem streifenden Einfall der Synchrotronstrahlung auf die geneigte Absorptionsfläche, so dass sich die auftreffende Synchrotronstrahlung auf eine große Absorptionsfläche verteilt (die geneigte Absorptionsfläche ist um den Faktor 1/sin θ, wobei θ der Neigungswinkel der Absorptionsfläche gegen die Längsrichtung ist, gegenüber einer Fläche normal zur Strahlrichtung vergrößert). Trotz der Verteilung der absorbierten Synchrotronstrahlung auf eine größere Absorptionsfläche, muss der Absorberkörper gekühlt werden. Die beiden Synchrotronstrahlungsabsorber sind, bis auf ihre Versetzung in Längsachsenrichtung, symmetrisch gegenüberliegend zur Längsachse angeordnet und mechanisch gekoppelt zur senkrecht zur Längsachse symmetrisch gegenläufigen Bewegung aufgehängt. Die Stellung der Synchrotronstrahlungsabsorber und damit die Spaltbreite ist dann mit einem einzigen steuerbaren Antriebsorgan einstellbar. In der bevorzugten Ausführungsform sind die beiden Synchrotronstrahlungsabsorber durch einen Hebelmechanismus nach Art einer Hebelwaage miteinander gekoppelt. Die beiden Absorptionsflächen der Synchrotronstrahlungsabsorber liegen in Längsachsenrichtung versetzt, ansonsten symmetrisch oberhalb und unterhalb der Längsachse. Die Synchrotronstrahlungsabsorber sind wie auf den Waagschalen einer Hebelwaage gelagert, so dass sich die beiden Absorber nur symmetrisch gegenläufig senkrecht zur Strahlrichtung bewegen können. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, dass sie aufgrund der hebelwaagenartigen Aufhängung keine hochpräzise Führung der Spaltbacken ermöglicht.

[0004] Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Hochleistungs-Strahlverschluss- und Spaltsystem für Synchrotronstrahlung zu schaffen, das kompakt und präzise steuerbar ist und eine Präzisionsführung der Spaltbacken möglich macht.

[0005] zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen aufgeführt.

[0006] Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass jeder der Synchrotronstrahlungsabsorber von einem Präzisionshubtisch getragen wird, der jeweils einen darin horizontal verschiebbaren Antriebskeil und einen darüberliegenden komplementären, vertikal verschiebbaren Hubkeil hat, der den zugehörigen Synchrotronstrahlungsabsorber trägt. Dabei sind die Präzisionshubtische einander in Längsachsenrichtung auf Abstand gegenüberliegend, mit ihren Antriebskeilen in Längsachsenrichtung entgegengesetzt orientiert angeordnet. Die Antriebskeile der beiden Präzisionshubtische sind durch einen Stößel miteinander verbunden, dessen Position in Längsachsenrichtung durch einen Antrieb einstellbar ist, so dass die Hubkeile der Präzisionshubtische durch Verschieben des Stößels in Längsachsenrichtung vertikal gegenläufig verschiebbar sind. Auf diese Weise wird eine lineare Bewegung des Stößels in Längsachsenrichtung in entgegengesetzt gerichtete vertikale Bewegungen der beiden Präzisionshubtische umgesetzt, so dass durch lineare Bewegung des Stößels der Abstand der Synchrotronstrahlungsabsorber zueinander und damit die Spaltbreite einstellbar sind. Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt eine sehr präzise Einstellung der Spaltbreite.

[0007] In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Stößel von einem Schlitten getragen, der auf parallel zu Längsachsenrichtung verlaufenden Schienen fährt und dessen Position zwischen den Präzisionshubtischen durch den Antrieb einstellbar ist. Der Antrieb weist einen Schrittmotor und eine von diesem angetriebene Gewindespindel auf, die in ein Innengewinde im Schlitten eingreift, so dass die Position des Stößels in Längsachsenrichtung durch Drehen der Gewindespindel und die dadurch resultierende Verschiebung des Schlittens in Längsachsenrichtung einstellbar ist.

[0008] In einer bevorzugten Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass der Stößel in einen Druckluftzylinder, der auf dem Schlitten montiert ist, integriert ist, und dass der Stößel einen Kolben aufweist, der in der Druckkammer des Druckluftzylinders angeordnet ist. Durch Unterdrucksetzen der Druckkammer mit Druckluft wird der Kolben und damit der Stößel entgegen der Wirkung einer Feder in eine Betriebsstellung vorgespannt. Bei Ablassen der Druckluft schnellt der Stößel unter der Wirkung der Feder in Längsrichtung so zurück, dass sich die Synchrotronstrahlungsabsorber in Schließrichtung des Spaltes bewegen und diesen verschließen. Dadurch kann ein sehr schneller Strahlverschluss realisiert werden, da bei Wegfall der Druckluft der Stößel unter der Federwirkung sofort verschoben wird, um die Synchrotronstrahlungsabsorber mit den Präzisionshubtischen beide in Richtung zum Strahl hin zu verschieben, um so den Spalt vollständig zu verschließen.

[0009] In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Präzisionshubtische jeweils auf einem Schlitten montiert, die auf Schienen parallel zur Längsachsenrichtung verschiebbar gelagert sind. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass ein Antrieb für die Präzisionshubtisch-Schlitten vorgesehen ist, der die Präzisionshubtisch-Schlitten zu einer in Längsachsenrichtung gegenläufigen Bewegung antreibt, um durch Auseinanderbewegen oder Annähern der Präzisionshubtisch-Schlitten in Längsachsenrichtung eine gleichsinnige vertikale Bewegung der Synchrotronstrahlungsabsorber und damit eine vertikales Verschieben des Spaltes unter Beibehaltung der Spaltbreite bewirken zu können. Ein solcher gegenläufig gerichteter Antrieb kann zum Beispiel einen Stellmotor und eine Gewindespindel aufweisen, die in Längsachsenrichtung verläuft und in Gewindeeingriff mit Innengewinden in den Präzisionshubtisch-Schlitten steht, wobei die Gewinde, nämlich Innengewinde im Schlitten und Gewinde der Gewindespindel, im Bereich des einen Präzisionshubtisch-Schlittens eine erste Gewindesteigung und die Gewinde im Bereich des anderen Präzisionshubtisch-Schlittens eine entgegengesetzte Steigung haben, so dass sich die Präzisionshubtisch-Schlitten bei Drehung der Gewindespindel aufeinander zu oder voneinander weg bewegen.

[0010] Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben, in denen:

Figur 1:

Eine Schnittdarstellung des Strahlverschluss- und Spaltsystems für Synchrotronstrahlung zeigt, wobei der Stößel in Längsrichtung so positioniert ist, dass die Synchrotronstrahlungsabsorber einen geöffneten Spalt definieren;

Figur 2:

Eine Schnittdarstellung entsprechend Figur 1 zeigt, wobei der Stößel entsprechend Figur 4 positioniert ist, aber nach Beendigung der Druckluftbe- aufschlagung durch Federwirkung so verschoben ist, dass die Synchrotronstrahlungsabsorber den Spalt verschließen;

Figur 3:

Eine seitliche Schnittdarstellung entsprechend Fig.1 zeigt, wobei der Stößel in Längsrichtung gegenüber Fig. 1 leicht verschoben ist und dadurch die Synchrotronstrahlungsabsorber in eine solche vertikalen Position verschoben sind, dass der Spalt geschlossen ist; und

Figur 4:

Eine Schnittdarstellung entsprechend Figur 2 zeigt, wobei der Spalt durch Druckluftbeaufschlagung des Pneumatikzylinders in geöffneter Betriebststellung ist, und nach Einstellung der Spaltbreite durch die Längsposition des Stößels weit geöffnet ist.

[0011] In den Figuren ist der aus der Synchrotronstrahlungsquelle stammende Strahl als von links kommender schwarzer Balken dargestellt.

[0012] Das Hochleistungs-Strahlverschluss- und Spaltsystem hat zwei Synchrotronstrahlungsabsorber 1 und 2, die in Längsachsenrichtung versetzt und symmetrisch oberhalb und unterhalb der Strahlachse angeordnet sind. Jeder der Synchrotronstrahlungsabsorber 1 und 2 weist einen keilförmigen Absorberblock auf. Der Synchrotronstrahlungsabsorber 1 wird von einem Präzisionshubtisch 10 getragen, während der Synchrotronstrahlungsabsorber 2 von dem Präzisionshubtisch 20 getragen wird.

[0013] Der Präzisionshubtisch 10 (20) hat einen Antriebskeil 12 (22), der horizontal in Längsachsenrichtung verschiebbar ist. Auf dem Antriebskeil 12 (22) liegt ein komplementär geformter Hubkeil 14 (24) auf, der bei Verschieben des Antriebskeil 12. (22) in vertikaler Richtung angehoben oder abgesenkt wird.

[0014] Die beiden Antriebskeile 12 und 22 der Hubtische 10 und 20 sind durch einen Stößel 30 verbunden, so dass durch Verschieben des Stößels 30 in Längsachsenrichtung (horizontal in der Bildebene in den Figuren) eine entsprechende Verschiebung der Antriebskeile 12 und 22 und damit eine gegenläufig gerichtete vertikale Bewegung der Hubkeile 14 und 24 bewirkt werden kann, so dass durch Verschieben des Stößels in Längsachsenrichtung die beiden Synchrotronstrahlungsabsorber 1 und 2 vertikal in entgegengesetzte Richtungen bewegt werden können, um den zwischen den Synchrotronstrahlungsabsorbern 1 und 2 definierten Spalt zu vergrößern oder zu verkleinern.

[0015] Zum Verschieben des Stößels 30 ist ein Antrieb (nicht gezeigt) vorgesehen, der einen Antriebszapfen 36 in Drehung versetzen kann. Der Antriebszapfen 36 ist mit einer Gewindespindel 34 verbunden, die durch ein Innengewinde in einem Schlitten 32 verläuft, der den Stößel 30 trägt. Der Schlitten 32 ist zwischen den Präzisionshubtischen 10 und 20 auf Schienen in Längsachsenrichtung verschiebbar gelagert. Der Antrieb wirkt über Antriebszapfen 36 und Gewindespindel 34 auf den Schlitten 32 ein, indem die Gewindespindel 34 in das Innengewinde im Schlitten 32 eingreift und so die Drehbewegung der Gewindespindel 34 in eine Translationsbewegung des Schlittens 32 umsetzt. Durch Verschieben des Schlittens 32 und die damit einhergehende entsprechende Verschiebung des Stößels 30 in Längsachsenrichtung werden die Antriebskeile 12, 22 also in die gleiche Richtung verschoben, was zu einer entgegengesetzten Verschiebung der Hubkeile 14, 24 in vertikale Richtung und damit zu einer Vergrößerung oder Verkleinerung des Spaltes, der durch die Synchrotronstrahlungsabsorber 1, 2 definiert wird, führt.

[0016] Der Schlitten 32 trägt den Stößel 30, wobei der Stößel in einem auf dem Schlitten 32 montierten Pneumatikzylinder 39 geführt ist. Der Stößel 30 sitzt mit einem Kolben 38 in einer Druckkammer 40 des Pneumatikzylinders 39, der mit Druckluft beaufschlagbar ist. Auf den Stößel 30 wirkt ferner eine Feder 42 ein, die den Stößel 30 in Längsachsenrichtung so zu verschieben versucht, dass dadurch die Präzisionshubtische 10, 20 und damit die Synchrotronstrahlungsabsorber 1 und 2 in Richtung geschlossener Absorber bewegt werden. Auf diese Weise kann bei Beaufschlagung des Pneumatikzylinders mit Druckluft der Stößel 30 in einer Betriebsstellung gehalten werden, die, bei geeigneter Einstellung der Präzisionshubtische 10, 20 über den Antriebszapfen 36, einem geöffneten Spalt entspricht. Im Falle einer schnell durchzuführenden Betriebsstellungsveränderung von geöffnet nach geschlossen braucht dann nur die Druckluftbeaufschlagung des Pneumatikzylinders zurückgenommen zu werden, wodurch der Stößel unter Einwirkung der Feder 42 in eine Stellung zurückschnellt, die durch eine entsprechende Verschiebung der Antriebskeile 12, 22 zu einem Verschließen der Synchrotronstrahlungsabsorber 1, 2 führt, indem beide in Richtung auf den Strahl zu verschoben werden. Diese Sitatuation ist in Figur 2 dargestellt, worin der Kolben 38 des Stößels 30 in der Druckkammer 40 durch Wirkung der Feder 42 gegenüber der Stellung in Fig. 1, 3 und 4 nach links verschoben ist. Beim erneuten Öffnen durch Druckbeaufschlagung des Pneumatikzylinders wird die eingestellte Spaltöffnung (Fig. 1, 3 und 4) reproduziert. Der Anschlag 50 begrenzt die durch die Feder 42 bewirkte Verschiebung des Stößels 30 und definiert so für den Stößel 30 die geschlossene Position, indem eine Schulter eines Bereichs mit vergrößertem Durchmesser des Stößels in Anlage an den Anschlag 50 kommt, wie in Figur 3 gezeigt.

[0017] Bei der dargestellten Ausführungsform ist ferner vorgesehen, dass die Präzisionshubtische 10, 20 wiederum von Schlitten 18, 28 getragen werden, die wie der Schlitten 32 auf Schienen parallel zur Längsachsenrichtung verschiebbar gelagert sind. Es ist ferner ein Antrieb (nicht gezeigt), der einen Antriebszapfen 46 in Drehung versetzen kann, wodurch die Schlitten 18 und 28 in Längsachsenrichtung entgegengesetzt gerichtet verschoben werden können. Dieser entgegengesetzt gerichtete Antrieb wird über eine Gewindespindel 44 bewirkt, die mit Innengewinden in den Schlitten 18 und 28 in Eingriff steht. Um die horizontal entgegengesetzt gerichtete Verschiebung zu bewirken hat die Gewindespindel 44 im Bereich des einen Schlittens 18 eine erste Gewindesteigung und im Bereich des anderen Schlittens 28 eine entgegengesetzte Gewindesteigung. Entsprechend entgegengesetzte Steigungen haben die Innengewinde der Schlitten 18 und 28. Durch Drehen der Gewindespindel 44 durch den Antriebszapfen 46 werden dadurch die Schlitten 18 und 28 horizontal aufeinander zu oder voneinander weg bewegt. Eine solche horizontale Bewegung der Schlitten 18 und 28 bewirkt, bei festgehaltenem Stößel 30, dass die Präzisionshubtische 10 und 20 vertikal in gleicher Richtung verstellt werden können. Dies dient dazu, um bei gegebener Spaltbreite die Position des durch die Synchrotronstrahlungsabsorber 1, 2 definierten Spaltes in vertikaler Richtung zu verschieben.

[0018] In Figur 2 (Betriebsstellung geschlossen) und Figur 3 (Betriebsstellung offen) liegen die Synchrotronstrahlungsabsorber 1 und 2 so, dass der Spalt verschlossen ist. In Figur 1 ist der Schlitten 32 gegenüber der Stellung aus Figur 3 durch Einwirkung des Antriebs auf den Antriebszapfen 36 leicht nach rechts verschoben. Entsprechend ist der Stößel 30 ebenfalls horizontal verschoben, was zu einer entsprechenden Verschiebung der Antriebskeile 12 und 22 nach rechts geführt hat. Dadurch hat sich der Hubkeil 14 leicht abgesenkt, während der andere Hubkeil 24 leicht angehoben worden ist. Beide Synchrotronstrahlungsabsorber 1 und 2 sind also in vertikaler Richtung weg von der Strahlachse 3 verschoben, so dass in der Darstellung in Figur 1 ein geöffneter Spalt definiert ist. In der Darstellung von Figur 4 ist der Stößel 30 horizontal noch weiter nach rechts verschoben, so dass der Hubkeil 14 noch weiter abgesenkt und der Hubkeil 24 noch weiter angehoben ist. Entsprechend ist der Synchrotronstrahlungsabsorber 1 noch weiter abgesenkt und der Synchrotronstrahlungsabsorber 2 noch weiter angehoben, so dass die vertikale Spaltbreite und entsprechend die Strahlbreite des Synchrotronstrahls gegenüber Figur 1 vergrößert ist.

[0019] Die Einstellungen des Strahlverschluss- und Spaltsystems in den Figuren 1 bis 4 lassen sich so zusammenfassen:

Fig.1 Betriebstellung "offen"	Spalt wenig geöffnet
Fig.2 Betriebstellung "geschlossen"	Spalt geschlossen
Fig.3 Betriebstellung "offen"	Spalt geschlossen
Fig.4 Betriebstellung "offen"	Spalt weit geöffnet

[0020] Die Betriebsstellung offen/geschlossen wird durch den Zustand des Pneumatikzylinders bestimmt: Bei entspanntem Pneumatikzylinder ist das Spaltsystem geschlossen. Bei beaufschlagtem Pneumatikzylinder ist das Spaltsystem betriebsbereit und kann je nach Stellung des Schlittens 32 von einer geschlossenen Stellung (Fig. 3) in eine wenig geöffnete Stellung (Fig. 1) bis in eine weit geöffnete Stellung (Fig. 4) gebracht werden.

Ansprüche

1. Hochleistungs-Strahlverschluss- und Spaltsystem für Synchrotronstrahlung, mit einer Längsachse, die im Betrieb der Strahlachse der Synchrotronstrahlung entspricht, und wenigstens zwei Synchrotronstrahlungsabsorbern (1, 2) mit gegen die Längsachse geneigten Absorptionsflächen zum streifenden Einfall der Synchrotronstrahlung, wobei die Synchrotronstrahlungsabsorber symmetrisch gegenüberliegend zur Längsachse angeordnet und mechanisch gekoppelt zur symmetrisch gegenläufigen Bewegung senkrecht zur Längsachse gegeneinander beweglich gelagert und mit einem einzigen steuerbaren Antrieb einstellbar sind, so dass mit ihren Absorptionsflächen ein Spalt variabler Breite definierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Synchrotronstrahlungsabsorber (1, 2) von zwei Präzisionshubtischen (10, 20) getragen werden, die jeweils einen darin horizontal verschiebbaren Antriebskeil (12, 22) und einen komplemetären, vertikal verschiebbaren Hubkeil (14, 24) haben, der den zugehörigen Synchrotronstrahlungsabsorber trägt, wobei die Präzisionshubtische (10, 20) einander in Längsachsenrichtung (3) gegenüberliegend, mit ihren Antriebskeilen (12, 22) in Längsachsenrichtung entgegengesetzt orientiert angeordnet sind und die Antriebskeile (12, 22) durch einen Stößel (30) miteinander verbunden sind, dessen Position in Längsachsenrichtung durch eine Antriebsspindel (34, 36) einstellbar ist, so dass durch Verschieben des Stößels (30) in Längsachseririchtung die Hubkeile (14, 24) der Präzisionshubtische vertikal gegenläufig verstellbar sind.

2. Hochleistungs-Strahlverschluss- und Spaltsystem nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (30) von einem Schlitten (32) getragen wird, der auf parallel zur Längsachsenrichtung liegenden Schienen geführt ist und dessen Position zwischen den Präzisionshubtischen (10, 20) durch den Antrieb einstellbar ist, der einen Schrittmotor (36) und eine von diesem angetriebene Gewindespindel (34) aufweist, die in ein Innengewinde im Schlitten (32) eingreift, so dass durch Drehen der Gewindespindel (34) die Position des Schlittens (32) und damit die des Stößels (30) in Längsachsenrichtung einstellbar ist, um so die vertikale Öffnung zwischen den Synchrotronstrahlungsabsorbern (1, 2) einzustellen.

3. Hochleistungs-Strahlverschluss- und Spaltsystem nach Anspruch 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Schlitten (32) ein Pneumatikzylinder (39) montiert ist, wobei ein mit dem Stößel (30) verbundener Kolben (38) in der Druckkammer (40) des Pneumatikzylinders (39) angeordnet ist und die Druckkammer (40) mit Druckluft beaufschlagbar ist, um den Stößel (30) entgegen der Vorspannung einer Feder (42) in die geöffnete Betriebsstellung vorzuspannen, die den Stößel (30) in Richtung geöffneter Synchrotronstrahlungsabsorber (1,2) hält, wobei Pneumatikzylinder (39) und Feder (42) derart zusammenwirken, dass bei nicht mit Druckluft beaufschlagter Druckkammer (40) die Feder (42) den Stößel (30) in eine geschlossene Stellung verschiebt und damit die Synchrotronstrahlungsabsorber (1,2) in eine geschlossene Betriebsstellung bringt, so dass ein Hin- und Herwechseln zwischen geschlossener und geöffneter Betriebsstellung durch Anlegen und Ablassen von Druck auf den Pneumatikzylinder (39) unter Beibehaltung der durch die Positionierung des Schlittens (32) des Pneumatikzylinders und der durch die Positionierung der Schlitten (18, 28) der Präzisionshubtische (10, 20) definierten vertikalen Strahlposition möglich ist.

4. Hochleistungs-Strahlverschluss- und Spaltsystem für Synchrotronstrahlung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiter dadurch gekennzeichnet, dass jeder Präzisionshubtisch (10, 20) von einem Schlitten (18, 28) getragen wird, der auf Schienen parallel zur Längsachsenrichtung verschiebbar gelagert ist.

5. Hochleistungs-Strahlverschluss- und Spaltsystem nach Anspruch 4, weiter dadurch gekennzeichnet, dass ein Antrieb (44, 46) für die Präzisionshubtisch-Schlitten (18, 28) vorgesehen ist, der die Präzisionshubtisch-Schlitten (18, 28) zu einer in Längsachsenrichtung entgegengesetzt gerichteten Bewegung antreibt, um durch Entfernen oder Annähern der Präzisionshubtisch-Schlitten (18, 28) in Längsachsenrichtung eine gleichsinnige vertikale Bewegung der Synchrotronstrahlungsabsorber (1, 2) bewirken zu können, um so eine vertikale Verschiebung der Synchrotronstrahlungsabsorber (1, 2) bei konstanter vertikaler Spaltbreite bewirken zu können.

6. Hochleistungs-Strahlverschluss- und Spaltsystem nach Anspruch 5, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb für die Präzisionshubtisch-Schlitten (18, 28) einen Antriebszapfen (46) und eine Gewindespindel (44) aufweist, die in Längsachsenrichtung verläuft und in Gewindeeingriff mit Innengewinden in den Präzisionshubtisch-Schlitten (18, 28) steht, wobei die Gewinde, nämlich Innengewinde und Gewinde der Gewindespindel, im Bereich des einen Präzisionshubtisch-Schlittens (18) eine erste Gewindesteigung und die Gewinde im Bereich des anderen Präzisionshubtisch-Schlittens (28) eine entgegengesetzte Gewindesteigung haben.

7. Hochleistungs-Strahlverschluss- und Spaltsystem nach Anspruch 3, weiter dadurch, gekennzeichnet, dass die durch die Feder (42) bewirkte Bewegung des Stößels (30) durch einen Anschlag (50) begrenzt wird, an dem der Stößel in seiner geschlossenen Stellung anliegt, die der geschlossenen Betriebsstellung der Synchrotronstrahlungsabsorber (1, 2) entspricht.

Claims

1. High performance beam shutter and slit system for synchrotron radiation having a longitudinal axis which in operation corresponds to the beam axis of the synchrotron radiation, and having at least two synchrotron radiation absorbers (1, 2) which have absorptions surfaces inclined with respect to the longitudinal axis for grazing incidence of the synchrotron radiation, wherein the synchrotron radiation absorbers are disposed symmetrically opposing with respect to the longitudinal axis and are mounted mechanically coupled for opposed symmetrical movement perpendicular to the longitudinal axis with respect to each other so that a slit of variable width may be defined by their absorption surfaces, characterized in that the two synchrotron radiation absorbers (1, 2) are held by two precision vertical stages (10, 20), each of which comprises a driving wedge (12, 22) horizontally slidable therein and a complementary, vertically moveable elevating wedge (14, 24) which carries the respective synchrotron radiation absorber, wherein the precision vertical stages (10, 20) are disposed opposite to each other in the direction of the longitudinal axis (3) and with their driving wedges (12, 22) in longitudinal axis direction oppositely oriented, and wherein the driving wedges (12, 22) are connected by a tappet rod (30) to each other, the position of the tappet rod being adjustable by a driving spindle (34, 36) so that by displacing the tappet rod (30) in the direction of the longitudinal axis the elevating wedges (14, 24) of the precision vertical stages are adjustable counter-directionally in vertical direction.

2. High performance beam shutter and slit system according to claim 1, further characterized in that the tappet rod (30) is carried by a slide (32) which is guided by tracks extending parallel to the longitudinal axis direction and the position of which between the precision vertical stages (10, 20) is adjustable by a drive which comprises a step motor (36) and a threaded spindle (34) driven by the step motor, which threaded spindle engages a female thread in the slide (32) so that by rotating the threaded spindle (34) the position of the slide (32) and thereby the position of the tappet rod (30) is adjustable in longitudinal axis direction to thereby adjust the vertical opening between the synchrotron radiation absorbers (1, 2).

3. High performance beam shutter and slit system according to claim 2, further characterized in that a pneumatic cylinder (39) is mounted on the slide (32), wherein a piston (38) is disposed in the pressure chamber (40) of the pneumatic cylinder (39) which is connected to the tappet rod (30), and wherein the pressure chamber (40) may be supplied with pressurized air in order to bias the tappet rod (30) against the bias of a spring (42) to the opened operating position which holds the tappet rod (30) in the direction to opened synchrotron radiation absorbers (1, 2), wherein pneumatic cylinder (39) and spring (42) are cooperating in a manner that, when the pressure chamber (40) is not supplied with pressurized air, the spring (42) pushes the tappet rod (30) to a closed position and thereby brings the synchrotron radiation absorbers (1, 2) in a closed operating position, so that alternating between closed and opened operating position is possible by supplying pressure to and releasing pressure from the pneumatic cylinder (39) while maintaining the vertical beam position defined by the positioning of the slid (32) of the pneumatic cylinder and by the positioning of the slid (18, 28) of the precision elevating stages (10, 20).

4. High performance beam shutter and slit system for synchrotron radiation according to any of the preceding claims, further characterized in that each precision elevating stage (10, 20) is carried by a slide (18, 28) which are slidably mounted on tracks parallel to the longitudinal axis direction.

5. High performance beam shutter and slit system according to claim 4, further characterized in that a drive (44, 46) for the precision vertical stage slides (18, 28) is provided, which drives the precision vertical stage slides (18, 28) for an oppositely directed movement in longitudinal axis direction in order to be able to effect a vertical movement of the synchrotron radiation absorbers (1, 2) in the same direction in longitudinal axis direction by moving the precision vertical stage slides (18, 28) further apart or together, to thereby effect a vertical translation of the synchrotron radiation absorbers (1, 2) while maintaining a constant vertical slit width.

6. High performance beam shutter and slit system according to claim 5, further characterized in that the drive for the precision vertical stage slides (18, 28) comprises a drive trunnion (46) and a threaded spindle (44) which extends in the longitudinal axis direction and which threadingly engages female threads in the precision vertical stage slides (18, 28), wherein the threads, namely female threads and threads of the threaded spindle, have in the region of one of the precision vertical stage slide (18) a first thread pitch, and the threads in the area of the other precision vertical stage slide (28) have an oppositely oriented thread pitch.

7. High performance beam shutter and slit system according to claim 3, further characterized in that the movement of the tappet rod (30) caused by the spring (42) is limited by a stop (50) against which the tappet rod abuts in its closed position which corresponds to the closed operational position of the synchrotron radiation absorbers (1, 2).

Revendications

1. Système de fermeture et de fente de rayons haute puissance pour rayonnement de synchrotron avec un axe longitudinal qui correspond, en fonctionnement, à l'axe des rayons du rayonnement de synchrotron et avec au moins deux absorbeurs de rayonnement de synchrotron (1, 2) avec des surfaces d'absorption inclinées contre l'axe longitudinal pour l'incidence rasante du rayonnement de synchrotron, les absorbeurs de rayonnement de synchrotron étant placés symétriquement en face de l'axe longitudinal et étant positionnés mobiles l'un contre l'autre verticalement par rapport à l'axe longitudinal en étant couplés mécaniquement avec le mouvement symétriquement opposé et étant réglables avec un seul entraînement qui peut être commandé si bien qu'une fente de largeur variable peut être définie avec leurs surfaces d'absorption, caractérisé en ce que les deux absorbeurs de rayonnement de synchrotron (1, 2) sont portés par deux tables élévatrices de précision (10, 20) qui ont respectivement une clavette d'entraînement (12, 22) qui y est déplaçable horizontalement et une clavette de levage (14, 24) complémentaire, déplaçable verticalement qui porte l'absorbeur de rayonnement de synchrotron correspondant, les tables de levage de précision (10, 20) étant placées en étant orientées en face l'une de l'autre dans le sens de l'axe longitudinal (3) avec leurs clavettes d'entraînement (12, 22) étant opposées dans le sens de l'axe longitudinal (3) et les clavettes d'entraînement (12, 22) étant reliées l'une à l'autre par un poussoir (30) dont la position est réglable dans le sens de l'axe longitudinal par une broche d'entraînement (34, 36) si bien que les clavettes de levage (14, 24) des tables de levage de précision sont ajustables en sens inverse verticalement par le déplacement du poussoir (30) dans le sens de l'axe longitudinal.

2. Système de fermeture et de fente de rayons haute puissance pour rayonnement de synchrotron selon la revendication 1, caractérisé de plus en ce que le poussoir (30) est porté par un coulisseau (32) qui est guidé sur des rails situés parallèlement au sens de l'axe longitudinal et dont la position est réglable entre les tables de levage de précision (10, 20) par l'entraînement qui présente un moteur pas-à-pas (36) et une broche filetée (34), entraînée par celui-ci, qui s'engrène dans un filet intérieur dans le coulisseau (32) de telle manière que, par la rotation de la broche filetée (34), la position du coulisseau (32) et donc celle du poussoir (30) est réglable dans le sens de l'axe longitudinal pour régler ainsi l'ouverture verticale entre les absorbeurs de rayonnement du synchrotron (1, 2).

3. Système de fermeture et de fente de rayons haute puissance pour rayonnement de synchrotron selon la revendication 2, caractérisé de plus en ce qu'un vérins pneumatique (39) est monté sur le coulisseau (32), un piston (38) relié au poussoir (30) étant placé dans la chambre de pression (40) du vérin pneumatique (39) et la chambre de pression (40) pouvant être alimentée en air comprimé pour précontraindre le poussoir (30) à l'encontre de la précontrainte d'un ressort (42) dans la position de fonctionnement ouverte qui maintient le poussoir (30) en direction des absorbeurs ouverts de rayonnement de synchrotron (1, 2), les vérins pneumatiques (39) et le ressort (42) coopérant de telle manière que, lorsque la chambre de pression (40) n'est pas alimentée en air comprimé, le ressort (42) déplace le poussoir (30) dans une position fermée et amène ainsi les absorbeurs de rayonnement de synchrotron (1, 2) dans une position de fonctionnement fermée si bien qu'un changement en alternance entre la position de fonctionnement fermée et ouverte est possible en appliquant et en évacuant la pression sur le vérin pneumatique (39) en maintenant la position de rayonnement verticale définie par le positionnement du coulisseau (32) du vérin pneumatique et par le positionnement des coulisseaux (18, 28) des tables de levage de précision (10, 20).

4. Système de fermeture et de fente de rayons haute puissance pour rayonnement de synchrotron selon l'une des revendications précédentes, caractérisé de plus en ce que chaque table de levage de précision (10, 20) est portée par un coulisseau (18, 28) qui est positionné déplaçable sur des rails parallèlement au sens de l'axe longitudinal.

5. Système de fermeture et de fente de rayons haute puissance pour rayonnement de synchrotron selon la revendication 4, caractérisé de plus en ce qu'un entraînement (44, 46) pour les coulisseaux de table de levage de précision (18, 28) est prévu qui entraîne les coulisseaux de table de levage de précision (18, 28) en un mouvement orienté en sens inverse du sens de l'axe longitudinal pour pouvoir causer un mouvement vertical de même sens des absorbeurs de rayonnement du synchrotron (1, 2) en enlevant ou en approchant les coulisseaux de table de levage de précision (18, 28) dans le sens de l'axe longitudinal pour pouvoir ainsi causer un déplacement vertical des absorbeurs de rayonnement de synchrotron (1, 2) pour une largeur de fente verticale constante.

6. Système de fermeture et de fente de rayons haute puissance pour rayonnement de synchrotron selon la revendication 5, caractérisé de plus en ce que l'entraînement (44, 46) pour les coulisseaux de table de levage de précision (18, 28) présente un tourillon d'entraînement (46) et une broche filetée (44) qui est dans le sens de l'axe longitudinal et qui est en engrènement fileté avec des filets intérieurs dans les coulisseaux de table de levage de précision (18, 28), les filets, à savoir les filets intérieurs et les filets de la broche filetée, ayant un premier pas de filet dans la zone de l'un des coulisseaux de table de levage de précision (18) et les filets dans la zone de l'autre coulisseau de table de levage de précision (28) ayant un pas de filet opposé.

7. Système de fermeture et de fente de rayons haute puissance pour rayonnement de synchrotron selon la revendication 3, caractérisé de plus en ce que le mouvement du poussoir (30) provoqué par le ressort (42) est limité par une butée (50) contre laquelle le poussoir bute dans sa position fermée qui correspond à la position de fonctionnement fermée des absorbeurs de rayonnement de synchrotron (1, 2).

Zeichnung