DE4425090C1

DE4425090C1 - Swivel mounting for electron beam gun

Info

Publication number: DE4425090C1
Application number: DE19944425090
Authority: DE
Inventors: Bodo Dr Furchheim
Original assignee: SAECHSISCHE ELEKTRONENSTRAHL G
Current assignee: SAECHSISCHE ELEKTRONENSTRAHL G
Priority date: 1994-07-15
Filing date: 1994-07-15
Publication date: 1996-03-07
Anticipated expiration: 2014-07-16

Abstract

Swivel mounting for electron beam gun and mounted between an electron beam gun (1) and a receiver (9) comprises a two-part housing (2) with the division between its two parts (3, 4) inclined relative to its axis. A drive element positioned in the division between the parts (3,4) consisting of two discs (10, 10') each fixed to one part (3,4) with an intermediate rotatable, vacuum sealed drive disc (11) allows the two housing parts (3,4) to be rotated opposite to each other by means of toothed elements. The housing (2) has vacuum-sealed upper gun mounting (5) and lower receiver mounting (8) flanges. The housing (2) is of truncated conical form and the division between the housing parts (3,4) is inclined about 30 deg to its axis.

Description

Die Erfindung betrifft eine schwenkbare Elektronenkanone, die geeignet ist, in einer elektronenstrahltechnologischen Anlage zweidimensional ein Werkstück zu beaufschlagen. Ein solcher Bereich ist erforderlich, um auf beliebig geometrisch ausgebil deten Teilen Härte- und Schweißprozesse auszuführen. Beispiels weise ist ein solcher Bereich - für die Energieeinwirkung bei der Härtung von Spindeln mit dem Elektronenstrahl erforderlich.The invention relates to a pivotable electron gun, the is suitable in an electron beam technology facility to act on a workpiece in two dimensions. Such a Area is required to be geometrically trained on any parts to carry out hardening and welding processes. Example is such an area - for the energy impact at the Hardening of spindles with the electron beam required.

Aus der US-PS 4891516 ist eine schwenkbare Elektronenkanone bekannt, bei der zwischen ihr und einem Rezipienten zwei drehbare Ringe angeordnet sind, von denen der an der Elektronenkanone angeordnete Ring schräg in Bezug auf die Achse des anderen am Rezipienten angeordneten Rings angeordnet ist und bei der zwischen der Elektronenkanone und dem Rezipienten zur Vakuumdichtung im Bereich der Ringe ein Faltenbalg vorgesehen ist. Diese Lösung hat den Mangel, daß der Knickungswinkel sehr klein gehalten werden muß, um durch die Dehnung des Faltenbalgs diesen nicht zu stark zu belasten. Ein Faltenbalg unterliegt einem hohen Verschleiß, so daß Dichtungsprobleme auftreten, denn in ihm ist Vakuum und außen steht Normaldruck an.From US-PS 4891516 is a pivotable electron gun known, in which two rotatable between it and a recipient Rings are arranged, one of which is attached to the electron gun arranged ring at an angle with respect to the axis of the other Recipient arranged ring is arranged and in the between the electron gun and the recipient for the vacuum seal in the A bellows is provided in the area of the rings. Has this solution the lack that the buckling angle can be kept very small must, in order not to become too strong due to the expansion of the bellows strain. A bellows is subject to high wear, so that Sealing problems occur because there is vacuum and outside there is normal pressure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine allseitig schwenkbare und in einer beliebigen Ebene kippbare Elektronenka none zu schaffen, um die Flexibilität von mit dieser ausgerüsteten Elektronenstrahl-Maschinen zu erhöhen. Es soll jeder im Raum einstellbare Winkel im Bereich von ± 45° in mindestens zwei Achsen einstellbar sein, ebenso dabei eine Führung entlang einer vorgegebenen Linie oder Geraden. Die Änderung des Kippwinkels soll kontinuierlich während des Elektronenstrahlprozesses steuerbar sein. Desweiteren sollen nur handelsübliche Vakuumdichtungen zwischen der Elektronenkanone und dem Flansch des Rezipienten zur Anwendung kommen. Die Bewegung soll während des Prozeßverlaufes kontinuierlich steuerbar sein. The invention is based, an all-round task swiveling and tiltable electron ka none to create the flexibility of equipped with this Increase electron beam machines. Everyone should be in the room adjustable angles in the range of ± 45 ° in at least two axes be adjustable, as well as a guide along one given line or straight line. The change in the tilt angle should continuously controllable during the electron beam process his. Furthermore, only commercially available vacuum seals should be used between the electron gun and the recipient flange Application come. The movement should occur during the course of the process be continuously controllable.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 gekennzeichnete schwenkbare Elektronenkanone gelöst.According to the invention the object is achieved by the in claim 1 marked pivoted electron gun solved.

Diese schwenkbare Elektronenkanone hat den Vorteil, daß für die Vakuumdichtung zwischen der Antriebsscheibe und den beiderseits angeordneten Scheiben übliche Rundringe verwendet werden können. Damit entsteht nur ein geringer Verschleiß an den Dichtelementen. Durch Bewegen des Antriebes werden die beiden Scheiben und damit die Gehäuseteile gegenläufig bewegt und die Elektronenkanone schwenkt entlang einer Geraden.This swiveling electron gun has the advantage that for the Vacuum seal between the drive pulley and both sides arranged discs usual round rings can be used. This means that there is little wear on the sealing elements. By moving the drive, the two discs and thus the housing parts moved in opposite directions and the electron gun swings along a straight line.

Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Elektronenkanone sind in den Ansprüchen 2 bis 5 gekennzeichnet.Further developments of the electron gun according to the invention are in the Claims 2 to 5 marked.

Die im Anspruch 3 gekennzeichnete Weiterbildung hat den Vorteil, daß durch Verdrehen der Flansche jede beliebige Änderung der Schwenklinie möglich ist. Damit ist die Elektronenkanone in jedem beliebigen Raumwinkel im Bereich von ± 45° schwenkbar. Dazu sind auch nur übliche Rundringe als Dichtungen erforderlich.The further training characterized in claim 3 has the advantage that by twisting the flanges any change in the Swivel line is possible. With that, the electron gun is in everyone any solid angle can be swiveled in the range of ± 45 °. To do this only standard round rings are required as seals.

Durch die Verdrehsperre gemäß dem Anspruch 4 wird das Verdrehen der Elektronenkanone um die eigene Achse verhindert.Through the anti-rotation lock according to claim 4, the twisting prevents the electron gun around its own axis.

Mit der erfindungsgemäßen Elektronenkanone sind Bearbeitungsauf gaben im Bereich von ± 90° Strahlführung möglich, wobei der Brennfleck auf jeder beliebigen Geraden gegeben ist. Besonders vorteilhaft ist die Elektronenkanone beim Beaufschlagen von Flanken von Spindeln einsetzbar.With the electron gun according to the invention, machining is on were possible in the range of ± 90 ° beam guidance, the There is a focal spot on any straight line. Especially The electron gun is advantageous when firing Flanks of spindles can be used.

An einem Ausführungsbeispiel wird die Erfindung näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings:

Fig. 1 einen Schnitt durch ein Gehäuse zur Verbindung einer Elektronenkanone mit einem Rezipienten, Fig. 1 shows a section through a housing for connection of an electron gun having a recipient

Fig. 2 das Gehäuse für die schwenkbare Elektronenkanone in seinen möglichen Arbeitsstellungen. Fig. 2 shows the housing for the pivotable electron gun in its possible working positions.

In Fig. 1 ist eine an sich bekannte Elektronenkanone 1 in üblicher Weise an das Gehäuse 2 angeflanscht. Das Gehäuse 2 ist kegelstumpfförmig ausgebildet und besteht aus einem oberen Teil 3 und unteren Teil 4. Am oberen Teil 3 ist ein Aufnahmeflansch 5 für das Anflanschen der Elektronenkanone 1 drehbar vakuumdicht mit Führungselementen 6 und Vakuumdichtringen 7 angeordnet. Ebenfalls ist am unteren Teil 4 ein Flansch 8 mit Führungselementen 6 und Vakuumdichtringen 7 drehbar vakuumdicht angeordnet, der mit dem Rezipienten 9 die Verbindung herstellt.In Fig. 1, a known electron gun 1 is flanged to the housing 2 in a conventional manner. The housing 2 is frustoconical and consists of an upper part 3 and lower part 4 . On the upper part 3 , a receiving flange 5 for flanging the electron gun 1 is rotatably arranged in a vacuum-tight manner with guide elements 6 and vacuum sealing rings 7 . Also on the lower part 4, a flange 8 with guide elements 6 and vacuum sealing rings 7 is rotatably arranged in a vacuum-tight manner, which creates the connection with the recipient 9 .

Die Trennstelle zwischen dem Teil 3 und 4 verläuft schräg im Winkel von ca. 30°. Zwischen den Teilen 3 und 4 sind im Bereich der Trennstelle zwei Scheiben 10, 10′ mit den Teilen 3 und 4 verbunden, zwischen welchen eine Antriebsscheibe 11 drehbar mit Führungselementen 6 und Vakuumdichtringen 7 drehbar angeordnet ist. Mit der Antriebsscheibe 11 ist eine Antriebswelle 12 mit einem Handrad 13 verbunden. Auf der Antriebswelle 12 ist ein Zahnkranz 14 aufgesetzt, der in Bolzen 15 der Scheiben 10, 10′ eingreift und diese gegenläufig dreht.The separation point between parts 3 and 4 runs at an angle of approximately 30 °. Between the parts 3 and 4 , two disks 10 , 10 'are connected to the parts 3 and 4 in the area of the separation point, between which a drive disk 11 is rotatably arranged with guide elements 6 and vacuum sealing rings 7 . With the drive pulley 11 , a drive shaft 12 is connected to a handwheel 13 . On the drive shaft 12 , a ring gear 14 is placed, which engages in bolts 15 of the disks 10 , 10 'and rotates them in opposite directions.

Mit dem Aufnahmeflansch 5 und dem Flansch 8 ist eine Verdrehsperre 16 verbunden.A rotation lock 16 is connected to the receiving flange 5 and the flange 8 .

In den Fig. 2a bis 2c ist dargestellt, wie die Achse 17 der Elektronenkanone 1 schwenkbar ist, wenn die Gehäuseteile 3 und 4 gegeneinander um 180° gedreht werden.In FIGS. 2a to 2c is shown how the axis 17 of the electron gun 1 is pivotable, when the housing parts 3 and 4 are rotated against each other by 180 °.

Claims

1. Swiveling electron gun, characterized in that a two-part housing ( 2 ) is arranged between the electron gun ( 1 ) and a recipient ( 9 ), that the housing ( 2 ) in the two parts ( 3 ; 4 ) with respect to its axis is separated obliquely that a drive element is arranged in the region of the separation point between the two parts ( 3 ; 4 ), that the drive element consists of two disks ( 10 ; 10 ') each connected to a part ( 3 ; 4 ), between which a drive disc ( 11 ) is rotatably and vacuum-tight arranged that a drive is connected to the drive disc ( 11 ) such that both discs ( 10 ; 10 ') and thus the parts connected to them ( 3 ; 4 ) are rotatable in opposite directions and that an upper mounting flange ( 5 ) for the electron gun ( 1 ) and a lower flange ( 8 ) for flanging onto the recipient ( 9 ) are arranged in a vacuum-tight manner on the housing ( 2 ).

2. Swiveling electron gun according to claim 1, characterized in that the housing ( 2 ) is frustoconical.

3. Swiveling electron gun according to claim 1 and 2, characterized in that the receiving flange ( 5 ) and / or the lower flange ( 8 ) on the upper part ( 3 ) or the lower part ( 4 ) of the housing ( 2 ) can be rotated in a vacuum-tight manner is.

4. Swiveling electron gun according to claim 3, characterized in that with the receiving flange ( 5 ) and / or the lower flange ( 8 ) a rotation lock ( 16 ) is connected.

5. Swiveling electron gun according to claim 1 to 4, characterized in that the separation point between the parts ( 3 ) and ( 4 ) of the housing ( 2 ) at an angle of approximately 30 ° to the axis of the electron gun.