Ультрамикротом

192431 Союз СовктскиаСоциалистическимиРеслуолик Зависимое от авт. свидетельствавлено 19,.1963 ( 814394126-1 Кл, 421 т, 16/01 с присоединением заявки11 ПК С 020УДК 535,825.23 (088.8) риоритет Комитет оо делам аооретекий и аткрытиОпубликовано 06,11.1967, ЬюллстеньДата опубликования описания 7.1 Ъ",196 Совете Мииистр СССР Лвтор тзобретения остранец Герхард Май (Германская Демократическая Республик ф 3 ЛЙ Й э. т3 явитсль;" Ц;бИОЛ 11 ТРАМИ КРОТО Известны ультрамикротомы с оптическим устройством для наблюдения и механической подачей на нож объекта, закрепленного в обьектодержателе, приводимом в движение, например, рычакной передачей. Общеизвестно такке применение кривошипного вала для перемещения объектодержателя.В предлагаемом ультрамикротоме объектодеркатель укреплен при помощи подшипника или универсального шарнира на пружинящей детали, сопряженной с другой пружинящей деталью меньшей жесткости при помощи укрепленного на последнем подающего шпинделя, движение на который передается от кривошипного вала, перемещающего собственно объектодержатель. Прукинящие детали могут быть выполнены в виде односторонне или двухсторонне закрепленных несущих элементов. Соответственно подающий шпиндель укрепляется или на свободном конце пружинящей детали меньшей жесткости, или в ее середине. Такая конструкция ультрамикротома позволяет перемещать объект на величину порядка сотен ангстрем.На фиг. 1 изобракен описываемый прибор в двух проекциях; на фиг. 2 - схемы возможного выполнения пружинящих деталей; на фиг. 3 и 4 - приводной механизм подающего шпинделя в различных положениях; на фиг.5 - устройство, регулирующее ширину среза; на фнг. 6 - устройство прекращения подающего движения; на фиг. 7 - оптическое устройсгво для установки нока; на фпг. 8 - схема установки ножа.Прукинящие детали 1 и 2 из металла нлндругого пружинящего материала крепятся на раме 3, Они отжимаются друг от друга шпинделем 4, например прецизионным. На детали 1 расположен подшипник б, например 10 универсальный шарнир, для поворотного объектодержателя б. В него спереди с помощью зажнмного патрона 7 вставляется проба 8, подвергающаяся срезу, На раме 3 закреплены пластинь 1 9 и 10, в которых располагается 15 кривошипный вал 11, несущий на одном конце приводное колесо 12 с ручкой 13, а на другом - эксцентрик 14, Цапфы крнвошипного Вала служат подшипником для шатуна 1 э, который связан опорными штифтами 1 б с дер жателем б. При вращении приводного колеса12 предметный держатель получает с помощью шатуна 15 колебательное движение.Приводное колесо вращается от руки ручкой 13 или от мотора в случае его выполнения в 25 виде ременного шкива.Шпиндель 4 установлен безлюфтно в гайке17, закрепленной на детали 2. Олин конец шпинделя находится в динамической связи с пружинящей деталью 1, а на свободном кон- ЗО це его располокено храповое колесо 18 и ци 192431линдрическая шестерня 19. Храповое колесо 18 вращается от собачки 20, связанной с кареткой 21. Передача движения от приводного колеса 12 осуществляется с помощью эксцентрика 14, находящегося на конце кривошип- ного вала П, ползунов 22 и двуплечего рычага 23. Величина подачи зависит от числа зубьев храпового колеса 18, взаимодействующих с собачкой при каждой подаче каретки вперед, При шаге нарезки винта шпинделя 4, напри мер, 0,5 лл и при 500 зубьях храпового колеса 18 расстояние отжима пружинящих деталей составляет при взаимодействии одного зуба 1 мк.Прогиб пружинящих деталей при движении шпинделя определяется по формулерз3 Е 1где Р - действующая сила; 1 - длина дета ли; У - момент инерции; Е - модуль упругости.Если для обеих пружин выбран одинаковый материал и одинаковые размеры, то для Р, 1 и Е можно поставить одинаковые значения. 25 При неодинаковой толщине Ь, и Ь. деталей 1 и 2 при остальных равных условиях прогиб деталей зависит от их момента инерции.Если, например, выбраны моменты инерции У 99 Ь, 20. 30 --- и - = - , то упругйе изменения длины У 1 Ь 4 3У 1-- . Но это означает, что при подаче Л 99шпинделя на 1 лк подшипник б и проба 8, 35 которая подвергается срезу, продвигаются на.10 нанометров вперед. Движение шпинделя 4 может повторяться любое количество раз, сколько это позволяет прочность деталей 1 и 2. 40Пружинящие детали могут зажиматься и с двух сторон, Шпиндель 4 в гайке 17 крепится тогда в середине пружинящей детали 2. Остальные управляющие части являются одинаковымикак при односторонне зажимаемых 45 пружинящих деталях. Прогиб определяетсяпо формулеР 1 з192 Е50Возможно также выполнение пружинящих деталей в виде мембран различной толщины.Пружинящая деталь 2 хложет также крепиться на пружинящей детали 1. Слабая вспомогательная пружина при этом воспринимает 55 большую часть давления, достигаемого с помощью винта, и таким образом происходит передача движения. Пружинящая деталь 1 может быть выполнена и разделенной на отдельные части. 60Регулировка нужной подачи осуществляется с помощью поворотной головки 24, находящейся на валу 2 б, ксторый имееткулачковый диск 2 б. С диском связан полоз 27, закрепленный на установочной рейке 28. При вращении 65 поворотной головки производится изменение положения по высоте установочной рейки 28 с полозом 27, При опускании каретки 21 собачка храповика входит в зацепление с соответствующим зубом храпового колеса 18, Диапазон подачи составляет 1 - 20 зубьев при каждом обороте приводного колеса 12, что соответствует значениям подачи от 100 до 2000 ангстрем, по 100 ангстрем в ступени. Так как пружинящие детали, исходя из конструктивных особенностей и особенностей внутреннего строения, не могут отжиматься на любую величину, предусматривается ограничение длины хода. Для этой цели шпиндель 4 имеет цилиндрическую шестерню 19, которая находится в зацеплении с шестерней 29, установленной на детали 2. Ее ось 30 выступает сзади из прибора и снабжена маховичком 31. При перемещении храпового колеса 18 собачкой 20 вращается также шестерня 19 и передает вращение шестерне 29 до тех пор, пока упорный штифт 32, находящийся в шестерне 29, двигается по направлению к рычагу 33, При взаимодействии штифта с рычагом 33 последний выталкивает собачку 20 из зубцов храпового колеса 18, вращение прекращается. С рычагом 33 жестко связан перекидной рычаг 34, который взаимодействует с винтовой пружиной 35. При набегании упорного штифта на рычаг 33 винтовая пружина растягивается, рычаг опрокидывается (положение П на фиг. 3) и препятствует дальнейшему продвижению шпинделя 4. Возвращение в исходное положение осуществляется с помощью маховичка 31, При этом штифт 3 б, находящийся на шестерне 29, вращается в направлении рычага 33, повернутого в положение О, и возвращает его в исходное положение (положение 1 на фиг. 3). Собачка 20 храповика при этом входит опять в зацепление с зуоьями храпового колеса 18, т. е. приоор готов к работе.Передаточное число цилиндрической шестерни 19 и шестерни 29 выбрано, к примеру, так, что может производиться приблизительно 1500 отдельных зацеплений зубьев храпового колеса 18, что соответствует трем оборотам. Если, например, шпиндель 4 за каждый оборот приводного колеса 12, т. е. за каждый срез, подается на два зуба храповика 18, то можно беспрерывно произвести 750 срезов, при подаче на три зуба - 500 срезов и т, д.На кривошипном валу 11 прикреплен кулачковый диск 37 (фиг, 5). Он управляет передаточным рычагом 38, укрепленным на опорном болте 39, и нажимным рычагом 40. Кулачковый диск 37 установлен так, что его кулачки в момент, когда проба 8 проходит наверх мимо лезвия ножа, вращают передаточный и нажимной рычаги по направлению часовой стрелки. Благодаря этому установочный винт 41, укрепленный на нажимном рычаге 40, приходит в соприкосновение с деталью 1 и отжимает ее назад на 1 лк. Поэтому лезвие ложа не касается пробы. Для решения определенных научных задач требуется производить гперемеяку со срезами проб, также направленные срезы для микроскопических наблюдений. Для таких срезов переключение на 20 зубьев для каялого периода среза не является достаточным, Поэтому создается возможность склалг.гвать Отлельные полачи и произво,чить срез согласно некоторому числу сложений. Для этой цели на раме 3 находится распределительный вал 42 с установочным кулачком 43 и головкой 44. От вращения установочного кулачка 43 с помощью на 5 глп:гггого пфера 45 глолнглггается рычаяна 5 г система 38, 40 и пружинящая четаль 1 блокируется установочным винтом 41. Благодаря этому пружинящая деталь 2 прп привелении в действие приволного колеса 12 проделывает весь путь полпружинивания. Если достигнута желаемая общая подача, то с помощью головки 44 леблокируется пружинящая леталь 1 и четали 1, 2 приходят в пологжение равновесия, соответстгуюшее от 5 катию с помощью шпинлеля 4.Б ручке 13 приводного колеса 12 размещается прлкинягггпйл стопорный болт 46 (см. фиг. 6) с установочной головкой 47, который входит в выемку 48 на раме 3, Зтохгу стопор- ному положениго приводного колеса 12 соответствует определенное положение об ьектодержателя б с заяимной пробой 8, Если проба зафиксирована в опрелеленном полояении, то срез происходит всегча г, одинаковой позиции, улобной лля эксплуатации предметного держателя. При самом срезе установочная головка 47 со стопорным болтом 46 подана назад и стопорится в ручке 13,Оптическая установка нояа 49 по высоте и углу а ппопзводптся так, что требуются только лва направления лви)кения обычного стекл 5 гнного или алмазного ножа, зажатого для производства среза в крестовом суппорте 50, а именно к пробе 8 и поперек пробы. Для этой цели на поворотном рычаге 51 размещается лупа 52 для наблюдения, Этот рычаг установлен поворотно в корпусе 53, прикрепленном винтами к раме 3. С помощью пово ротной головки 54 лупа может поворачиваться приблизительно на 10= в обе стороны от вертикали. Угол поворота можно прочесть на шкале 55. Ось вращения поворотного рычага 51 с лупой 52 прохочит через середину пробы и через вертикальную плоскость среза, Для установки ножа положение держателя 6 фиксируется, и угол и устанавливается по шкале 55. После этого ноя 49 поворачивается от руки и закрепляется на уровне пробы 8, закрывающей залнюю поверхность 56 ножа,Предмет изобретения1. Ультрамикротом с оптическим устройством для наблюдения и механической подачей на ноя объекта, закрепленного в объектодержателе, От,гичающийся тем, что, с целью обеспечения перемещения объекта на величину порядка сотен ангстрем, объектолеряатель 20 укреплен при помощи подшипника или универсального шарнира на пружинящей детали, сопряженной с другой пружинящей деталью меньшей жесткости при помощи укрепленного на послечней подающего шпинделя, лвпяенпе 25 на который перецается от кривошппного вала,перемещающего собственно объектолержатель.2. Ультрамикротом по п. 1, отличтогиггйсятем, что обе пружинящие детали жестко за креплены на раме прибора с одной стороны,а подающий шпиндель укреплен на свободном конце пружинящей дета,чгл меньшей жесткости.3. Ультрамикротом по п. 1, от.гичаюи 1 ийся 35 тем, что пруяпняющие детали жестко зажаты с двух сторон, а полаюшпй шпиндель закреплен в середине пруяин 5 гцлей детали меньшей жесткости.192431Фы 2. 7Составитель Ю. М. Ферштман Редактор Н. С. Коган Текред А. А. Камышникова Корректоры: Н. Н. Самыгинаи В. В. КрыловаЗаказ 795,13 Тираж 535 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Центр, пр, Серова, д. 4Типография, пр. Сапунова, 2