(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (13) B1 PL (51) IntCl7 G 01B 9/10

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11) (2 1) Numer zgłoszenia (22) Data zgłoszenia (13) B1 (51) IntCl7 G 01B 9/10 (54) Głowica goniometryczna, zwłaszcza dla aparatury pomiarowej (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 20/00 (73) Uprawniony z patentu: Uniwersytet im A Mickiewicza, Poznań, PL (72) Twórcy wynalazku: Andrzej Katrusiak, Poznań, PL (4 5) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 10/05 (74) Pełnomocnik: Majchrzak Janina, Uniwersytet im A. Mickiewicza PL (57) 1. Głowica goniometryczna, zwłaszcza dla aparatury pomiarowej, mająca zespół elementów dla przemieszczania umieszczanego w głowicy obiektu w trzech kierunkach, zespolona z końcówką mocującą głowicę, znamienna tym, ze ma dźwignię (1) zakończoną z jednej strony kołnierzem (2), osadzoną na osi (3), która wyposażona na swoich końcach w nakrętki (4), usytuowana jest w kołnierzu (2) prostopadle do osi dźwigni (1), ponadto w kołnierzu (2), równolegle z osią dźwigni (1), umieszczone są dwie śruby nastawcze (5), zaś z drugiej strony dźwigni (1) umieszczony jest zespół elementów przesuwających osadzoną w głowicy próbkę pionowo, przy czym dźwignia (1) wraz z osią (3) zamocowana jest na stale poprzez korpus (12) do końcówki mocującej (13)

2 Głowica goniometryczna, zwłaszcza dla aparatury pomiarowej Zastrzeżenia patentowe 1. Głowica goniometryczna, zwłaszcza dla aparatury pomiarowej, mająca zespół elementów dla przemieszczania umieszczanego w głowicy obiektu w trzech kierunkach, zespolona z końcówką mocującą głowicę, znamienna tyra, ze ma dźwignię (1) zakończoną z jednej strony kołnierzem (2), osadzoną na osi (3), która wyposażona na swoich końcach w nakrętki (4), usytuowana jest w kołnierzu (2) prostopadle do osi dźwigni (1), ponadto w kołnierzu (2), równolegle z osią dźwigni (1), umieszczone są dwie śruby nastawcze (5), zaś z drugiej strony dźwigni (1) umieszczony jest zespół elementów przesuwających osadzoną w głowicy próbkę pionowo, przy czym dźwignia (1) wraz z osią (3) zamocowana jest na stałe poprzez korpus (12) do końcówki mocującej (13). 2 Głowica według zastrz 1, znamienna tym, ze oś (3) połączona jest na stałe z korpusem (12). 3. Głowica według zastrz 1, znamienna tym, ze oś (3) połączona jest na stałe z dźwignią (1). * * * Przedmiotem wynalazku jest głowica goniometryczna, zwłaszcza dla aparatury pomiarowej, pozwalająca precyzyjnie pozycjonować obiekty ważące ponad kilogram i nie uginająca się pod ich ciężarem bez względu na orientacje głowicy Obecnie w wielu dziedzinach nauki i techniki znanych jest kilka konstrukcji głowic goniometrycznych pozwalających precyzyjnie ustawić dany obiekt w żądanym miejscu Dotychczasowe konstrukcje można zasadniczo podzielić na dwie grupy niewielkie głowice goniometryczne, które można obracać razem z badaną próbką w dowolne położenie, oraz ciężkie głowice stacjonarne, które mogą pozycjonować ciężkie obiekty, ale nie można ich przechylać Pozycjonowanie badanych obiektów w obu grupach konstrukcji, w trzech kierunkach, wykonywane jest przy pomocy elementów głowicy połączonych wzajemnie na zasadzie tzw jaskółczych ogonów, lub w dwóch kierunkach na jednej płaszczyźnie za pomocą jaskółczych ogonów, a w trzecim kierunku, prostopadłym do tej płaszczyzny - za pomocą układu tłoka z poprzecznym trzpieniem przesuwanym nakrętkami w cylindrze Niewielkie głowice przeznaczone są do pozycjonowania jedynie niewielkich, lekkich obiektów, np kryształów o wymiarach do 1 mm, w celu przeprowadzania badań rentgenograficznych, optycznych, spektroskopowych lub innych, głównie w dyfraktometrii rentgenowskiej i neutronograficznej. W związku z tym niewielkie głowice są projektowane w ten sposób, aby mogły stabilnie utrzymać niewielkie ciężary dochodzące do 70 lub 200 g, w zależności od typu i konstrukcji aparatury pomiarowej, w której są stosowane Stabilność głowicy jest niezwykle ważna, gdyż prawidłowa praca przykładowo dyfraktometrów' krystalicznych wymaga, aby ugięcia głowicy przy wszelkiego rodzaju jej obrotach, niezbędnych w wykonywanych pomiarach, nie przekraczały około μm. Jednak ostatnio coraz częściej w badaniach korzysta się z różnego rodzaju urządzeń, tak zwanych przystawek, jak na przykład kriostaty, piecyki, komory ciśnieniowe i inne kuwety, w których umieszczany jest niewielki badany obiekt (np kryształ) przed zamontowaniem całego układu w aparaturze pomiarowej. Badany obiekt musi być tak samo dokładnie i stabilnie ustawiony, mimo ze masa samej przystawki może przekraczać 1 kg Głowice gomometryczne, niezbędne dla zamontowania i następnie przeprowadzenia badań obiektu, powinny być małe i lekkie, aby dodatkowo nie obciążać przyrządu pomiarowego. Głowica wraz z układem przystawka - badany obiekt są bowiem często w trakcie pomiarów, przykładowo w dyfraktometru, obracane w wielu kierunkach, poddawane przyspieszeniom i przeciążeniom przy szybkich obrotach i zatrzymaniach Znane

3 obecnie konstrukcje małych głowic nie spełniają wymogów stabilności przy dużych obciążeniach, co dyskwalifikuje je przy stosowaniu przystawek Głowica gomometryczna, mająca zespół elementów dla przemieszczania umieszczanego w głowicy obiektu w trzech kierunkach, zespolony z końcówką mocującą głowicę, ma według wynalazku dźwignię zakończoną z jednej strony kołnierzem, osadzoną na osi, która wyposażona jest na swoich końcach w nakrętki. Oś usytuowana jest w kołnierzu dźwigni prostopadle do osi dźwigni, ponadto w kołnierzu dźwigni, równolegle z osią dźwigni, umieszczone są dwie śruby nastawcze Z drugiej strony w dźwigni umieszczony jest zespół elementów przesuwających próbkę, przy czym dźwignia wraz z osią zamocowana jest na stałe poprzez korpus do końcówki mocującej. W pierwszym korzystnym rozwiązaniu oś, na której osadzona jest dźwignia, jest połączona na stałe z korpusem. W drugim korzystnym rozwiązaniu oś ta połączona jest na stałe z dźwignią. Konstrukcję głowicy goniometrycznej według wynalazku oparto na dźwigni zawieszonej na osi i podpartej z dwóch stron śrubami. Obie śruby mogą wychylać dźwignię i w ten sposób zmieniać położenie badanej próbki, np. kryształu, w jednym kierunku, prostopadle do osi zawieszenia dźwigni. Dźwignia zawieszona jest na osi w ten sposób, ze może być dodatkowo przesuwana wzdłuz osi, lub - w rozwiązaniu, w którym z osią zespolona jest na stałe - razem z osią, za pomocą nakrętek na końcach osi Dzięki takiej konstrukcji głowica w końcowym ustawieniu na przyrządzie pomiarowym jest juz naprężona i odporna na ugięcia pod ciężarem zamontowanej na mej próbki lub przystawki Najważniejszą zaletą głowicy goniometrycznej według wynalazku jest to, ze spełnia warunki małych rozmiarów i niewielkiej wagi głowicy oraz bardzo wysokiej stabilności przy obciążeniach głowicy przekraczających nawet 2 kg Ponadto pozycjonowanie badanej próbki, np kryształu me wymaga dodatkowego oprzyrządowania, np kluczyków do wykonywania przesuwów Wynalazek w przykładzie wykonania pokazano na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia głowicę w półprzekroju wzdłuznym, fig 2 - przekrój poprzeczny głowicy, a fig 3 i 4 - schematy rozwiązań korzystnych. Głowica, jak przedstawiono na fig 1 i 2, zbudowana jest z dźwigni 1 w kształcie tulei zakończonej z jednej strony kołnierzem 2, osadzonej na osi 3. Oś 3, wyposażona na swoich końcach w nakrętki 4, usytuowana jest w kołnierzu 2 prostopadle do osi dźwigni 1 W kołnierzu 2, równoległe z osią dźwigni 1, umieszczone są dwie śruby nastawcze 5. Z drugiej strony w dźwigni, współosiowo, przesuwnie, umieszczony jest tłok 6 zakończony kołnierzem 7, mający poprzeczny trzpień 8, którego końce wychodzą przez otwory wykonane w ścianach dźwigni i znajdują się pomiędzy płaszczyznami dwóch nakrętek 9 umieszczonych na zewnętrznej powierzchni dźwigni 1 Otwory w przeciwległych ścianach tłoka wieńczącego dźwignię mają jednakowe rozmiary limitowane załozoną długością przesuwu tłoka 6. W osi tłoka 6, od strony kołnierza 7 wykonany jest otwór 10 dla osadzania w nim badanej próbki, przy czym w kołnierzu 7 tłoka 6 znajduje się także śruba dociskowa 11 mocująca próbkę. Oś 3, na której zamocowana jest dźwignia 1 umocowana jest na stałe w korpusie 12 zespolonym ze standardowymi: końcówką mocującą 13 z nakrętką dociskową 14. W głowicy goniometrycznej według wynalazku za pomocą śrub 5 można przechylać dźwignię 1 i w ten sposób zmieniać położenie kryształu lub próbki w jednym kierunku, prostopadle do osi zawieszenia dźwigni Zawieszenie dźwigni 1 na osi 3 pozwala dodatkowo przesuwać ją wzdłuz tej osi za pomocą nakrętek 4 umieszczonych na końcach osi. Kontrujące dokręcenie obu śrub 5 przechylających dźwignię i nakrętek 4 przesuwających dźwignię wzdłuz osi 3 umożliwia usztywnienie głowicy w żądanym ustawieniu Trzeci kierunek przesuwu, pionowo wzdłuz dźwigni, realizowany jest za pomocą tłoka 6 z poprzecznym trzpieniem 8, przesuwanym za pomocą dwóch nakrętek 9.

4

5 fig. 2 fig. 3 fig.4

6 fig.1 Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz Cena 2,00 zł