Die Erfindung bezieht sich auf ein um eine Achse drehbares Spiegelpolygon. Spiegelpolygone werden für verschiedene Aufgaben benützt, insbesondere dienen sie beispielsweise in Lesevorrichtungen für optisch erkennbare Zeichen zur Erzeugung eines Abtastlichtstrahlenbündels, welches eine beispielsweise durch Führungsmittel bestimmte Ebene zeilenförmig abtastet. Bei hohen Anforderungen an eine solche Lesevorrichtung, insbesondere bei der Ablesung von Zeichen mit einer verhältnismässig feinen Struktur werden an die exakte Führung des Abtastlichtstrahlenbündels hohe Anforderungen gestellt. So sollten sich bei stillstehender Abtastebene die auf ihr von den einzelnen Spiegelflächen bei Rotation des Spiegelpolygons erzeugten Abtastspuren möglichst exakt decken.
Diese Forderung stellt hohe Ansprüche an die genaue Orientierung der einzelnen Spiegelflächen des Spiegelpolygons. Es ist nun bekannt, dass Polygone bekannter Bauart und Herstellungsweise einen mehr oder weniger grossen Pyramidalfehler aufweisen. Dieser Pyramidalfehler wird dadurch verursacht, dass die einzelnen spiegelnden Flächen des Spiegelpolygons eine mehr oder weniger grosse Kippung gegenüber der Rotationsachse des Spiegelpolygons aufweisen. Dieser Pyramidalfehler kann zu Ablesefehlern einer mit einem solchen Spiegelpolygon ausgerüsteten Lesevorrichtung führen, weil beispielsweise sich schneidende Abtastspuren oder ein Zeilensprung zwischen aufeinanderfolgenden Abtastspuren auftritt.
Zur Verminderung solcher Fehler ist eine ausserordentlich hohe Sorgfalt bei der Fertigung solcher Spiegelpolygone erforderlich, was deren Herstellungspreis in unerwünschter Weise erhöht.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Spiegelpolygon zu schaffen, welches dank seiner Konstruktion einen nur bescheidenen Fertigungsaufwand erfordert, da die für die Präzision des Spiegelpolygons massgeblichen Toleranzen mit geringen Kosten realisierbar sind.
Die Erfindung betrifft ein um eine Achse drehbares Spiegelpolygon, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass seine spiegelnden Flächen von Einzelspiegeln gebildet werden, welche Einzelspiegel zwischen einer eine zur Drehachse konzentrische, kreisförmig verlaufende Rille aufweisenden Grundplatte und einer eine der genannten Rille entsprechende und ihr gegenüberliegende Gegenrille aufweisende Deckplatte angeordnet sind, wobei die genannten Einzelspiegel in die genannte Rille und Gegenrille eingreifen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein Spiegelpolygon im Schnitt;
Fig. 2 eine Grundplatte im Schnitt;
Fig. 3 eine Deckplatte im Schnitt.
In allen Figuren sind sich entsprechende Teile übereinstimmend bezeichnet.
Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Spiegelpolygon 1. Eine Grundplatte 2 ist als Rotationskörper mit der Achse 3 ausgebildet. Die Grundplatte 2 weist einen zapfenförmigen Ansatz 4 auf. Eine Deckplatte 5 weist eine Bohrung 6 auf, welche dem Ansatz 4 der Grundplatte 2 angepasst ist. Die Grundplatte 2 weist eine zur Achse 3 konzentrische, kreisförmig verlaufende Rille 7 auf. Die Deckplatte 5 weist eine der Rille 7 entsprechende ihr gegenüberliegende Gegenrille 8 auf.
Zwischen der Grundplatte 2 und der Deckplatte 5 sind die in die Rille 7 und die Gegenrille 8 eingreifenden Einzelspiegel angeordnet. Bei einem n-seitigen Polygon sind auch n Einzelspiegel vorgesehen, von denen in der Fig. 1 ein oberer Einzelspiegel 9 und ein unterer Einzelspiegel 10 gezeichnet sind.
Grundplatte 2 und Deckplatte 5 sind durch eine Schraubverbindung 11 miteinander verbunden. Zur Befestigung des Spiegelpolygons 1, beispielsweise auf einer Motorwelle, ist wenigstens ein Gewindeloch 12 für die Aufnahme einer Madenschraube vorgesehen.
Als Material für die Grundplatte 2 und die Deckplatte 5 eignet sich beispielsweise ein Kunststoff von der Art Makrolon . Als Einzelspiegel 9 können vorteilhafterweise sogenannte Magnal -Spiegel verwendet werden.
Die Masse und Masstoleranzen der Rille 7 und der Gegenrille 8 sowie des Ansatzes 4 und der Bohrung 6 sind nun zusammen mit den Abmessungen und Toleranzen der Einzelspiegel 9, 10 usw. derart gewählt, dass die n Einzelspiegel, eng aneinanderliegend mit ihren parallel zur Achse 3 verlaufenden Kanten satt auf der zylindrischen Aussenfläche 13 der Rille 7 bzw. der zylindrischen Aussenfläche 14 der Rille 8 aufliegen.
Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die Grundplatte 2, wobei die Schnittebene durch die Achse 3 verläuft.
Die Fig. 3 zeigt eine zur Grundplatte 2 gemäss Fig. 2 passende Deckplatte.
Die Einzelspiegel 9, 10 usw. werden durch Druck auf ihre Rückseite gegen die zylindrischen Flächen 13 und 14 gedrückt und solcherart zwangsläufig mit hoher Präzision achsparallel ausgerichtet. Es ist nach einem anderen Ausführungsbeispiel auch möglich, den Durchmesser Dt der inneren Zylinderfläche 15 der Rille 7 bzw. den entsprechenden Durchmesser bei der Rille 8 um einen bestimmten Betrag kleiner zu wählen, derart, dass die Rückseiten der Einzelspiegel 9, 10 usw. nicht mehr unmittelbar auf den gegenüberliegenden Zylinderflächen 15, 15' der Grundplatte 2 und der Deckplatte 5 aufliegen, sondern einen bestimmten Zwischenraum freilassen. Dieser Zwischenraum wird dann mit einer dauerelastischen Füllmasse ausgefüllt, derart dass die Einzelspiegel hierdurch gegen die Flächen 13 bzw. 14 gedrückt werden.
Da Spiegelpolygone der genannten Art häufig mit sehr hohen Tourenzahlen rotieren, erweist es sich als vorteilhaft, das fertig zusammengebaute Spiegelpolygon in üblicher Weise durch zweckmässig angebrachte Bohrstellen dynamisch auszuwuchten.
Da sich Zylinderflächen durch spanabhebende Formgebung ohne grosse Kosten mit ausreichender Präzision erzeugen lassen, wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe durch die vorstehend beschriebene Bauart vorteilhaft erfüllt.
Auch bei Herstellung von Grundplatte 2 und Deckplatte 5 in einem Kunststoffspritzverfahren ergibt sich eine vorteilhafte Lösung, weil dann die dafür benötigten Spritzgussformen leicht mit der erforderlichen Genauigkeit hergestellt werden können.
Selbst wenn der äussere Rillendurchmesser D2 nicht exakt eingehalten wird, entsteht noch kein Pyramidalfehler, wenn die Einzelspiegel 9, 10 usw. beispielsweise durch eine elastische Unterlage gegen die Flächen 13, 14 gedrückt werden.
Bei einem Spiegelpolygon der vorliegend beschriebenen Art wird die den Pyramidalfehler verursachende Kippung der Spiegelflächen gegen die Rotationsachse vermieden bzw. auf ein zu vernachlässigendes Mass vermindert. Dies wird dadurch erreicht, dass der Aussendurchmesser D2 der genannten Rille 7 und Gegenrille 8 im wesentlichen gleich dem Durchmesser des dem durch die Vorderseiten der Gesamtheit der Einzelspiegel 9, 10 usw. gebildeten Polygons umschriebenen Kreises ist.
Der Innendurchmesser D1 der genannten Rille 7 und Gegenrille 8 wird vorteilhafterweise im wesentlichen gleich dem Durchmesser des dem durch die Rückseiten der Gesamtheit der Einzelspiegel 9, 10 usw. gebildeten Polygons eingeschriebenen Kreises ist.
Wird dieser Innendurchmesser DX etwas kleiner als vorstehend erwähnt gewählt, so kann der hinter den Einzelspiegeln entstehende Zwischenraum durch eine vorzugsweise dauerelastische Füllmasse ausgefüllt werden.
Die achsparallelen Seitenflächen der Einzelspiegel werden vorzugsweise um einen Winkel a = 360 abgeschrägt. Dies
2n um zu erreichen, dass sich die Einzelspiegel nur an den Vorderkanten berühren.
The invention relates to a mirror polygon rotatable about an axis. Mirror polygons are used for various tasks, in particular they are used, for example, in reading devices for optically recognizable characters to generate a scanning light beam which scans a plane determined by guide means, for example, in lines. With high demands on such a reading device, in particular when reading characters with a relatively fine structure, high demands are made on the exact guidance of the scanning light beam. When the scanning plane is stationary, the scanning tracks generated on it by the individual mirror surfaces when the mirror polygon is rotated should coincide as precisely as possible.
This requirement places high demands on the exact orientation of the individual mirror surfaces of the mirror polygon. It is now known that polygons of a known type and method of manufacture have a more or less large pyramidal error. This pyramidal error is caused by the fact that the individual reflecting surfaces of the mirror polygon are tilted to a greater or lesser extent relative to the axis of rotation of the mirror polygon. This pyramidal error can lead to reading errors in a reading device equipped with such a mirror polygon because, for example, intersecting scanning tracks or an interlace between successive scanning tracks occurs.
In order to reduce such errors, an extremely high degree of care is required in the manufacture of such mirror polygons, which undesirably increases their production price.
The present invention is therefore based on the object of creating a mirror polygon which, thanks to its construction, requires only modest manufacturing outlay, since the tolerances which are decisive for the precision of the mirror polygon can be realized at low cost.
The invention relates to a mirror polygon rotatable about an axis, which is characterized in that its reflective surfaces are formed by individual mirrors, which individual mirrors between a base plate having a circular groove concentric to the axis of rotation and a counter-groove corresponding to and opposite to the said groove Cover plate are arranged, said individual mirrors engage in said groove and mating groove.
In the following, the invention is explained with reference to the accompanying drawing using an exemplary embodiment. It shows:
1 shows a mirror polygon in section;
2 shows a base plate in section;
3 shows a cover plate in section.
Corresponding parts are labeled in a consistent manner in all figures.
1 shows a cross section through a mirror polygon 1. A base plate 2 is designed as a body of revolution with the axis 3. The base plate 2 has a peg-shaped extension 4. A cover plate 5 has a bore 6 which is adapted to the extension 4 of the base plate 2. The base plate 2 has a circular groove 7 concentric to the axis 3. The cover plate 5 has a counter-groove 8 opposite it, corresponding to the groove 7.
Between the base plate 2 and the cover plate 5, the individual mirrors engaging in the groove 7 and the mating groove 8 are arranged. In the case of an n-sided polygon, n individual mirrors are also provided, of which an upper individual mirror 9 and a lower individual mirror 10 are shown in FIG. 1.
Base plate 2 and cover plate 5 are connected to one another by a screw connection 11. For fastening the mirror polygon 1, for example on a motor shaft, at least one threaded hole 12 is provided for receiving a grub screw.
A plastic of the Makrolon type, for example, is suitable as the material for the base plate 2 and the cover plate 5. So-called Magnal mirrors can advantageously be used as the individual mirror 9.
The mass and dimensional tolerances of the groove 7 and the mating groove 8 as well as the projection 4 and the bore 6 are now selected together with the dimensions and tolerances of the individual mirrors 9, 10 etc. in such a way that the n individual mirrors, lying closely together with their parallel to the axis 3 running edges rest fully on the cylindrical outer surface 13 of the groove 7 or the cylindrical outer surface 14 of the groove 8.
FIG. 2 shows a section through the base plate 2, the cutting plane running through the axis 3.
FIG. 3 shows a cover plate that matches the base plate 2 according to FIG. 2.
The individual mirrors 9, 10 etc. are pressed against the cylindrical surfaces 13 and 14 by pressure on their rear side and in this way are inevitably aligned axially parallel with high precision. According to another exemplary embodiment, it is also possible to select the diameter Dt of the inner cylindrical surface 15 of the groove 7 or the corresponding diameter for the groove 8 to be smaller by a certain amount, so that the rear sides of the individual mirrors 9, 10 etc. are no longer directly rest on the opposite cylinder surfaces 15, 15 'of the base plate 2 and the cover plate 5, but leave a certain gap. This intermediate space is then filled with a permanently elastic filling compound in such a way that the individual mirrors are pressed against the surfaces 13 and 14 as a result.
Since mirror polygons of the type mentioned often rotate at very high speeds, it has proven to be advantageous to dynamically balance the fully assembled mirror polygon in the usual way by means of expediently attached drilling points.
Since cylindrical surfaces can be produced with sufficient precision by machining shaping without great expense, the object on which the invention is based is advantageously achieved by the design described above.
An advantageous solution also results when the base plate 2 and cover plate 5 are produced in a plastic injection molding process, because the injection molds required for this can then easily be produced with the required accuracy.
Even if the outer groove diameter D2 is not precisely adhered to, no pyramidal error occurs when the individual mirrors 9, 10 etc. are pressed against the surfaces 13, 14, for example by an elastic pad.
In the case of a mirror polygon of the type described here, the tilting of the mirror surfaces relative to the axis of rotation causing the pyramidal error is avoided or reduced to a negligible extent. This is achieved in that the outer diameter D2 of the mentioned groove 7 and opposite groove 8 is essentially equal to the diameter of the circle circumscribed by the polygon formed by the front sides of the totality of the individual mirrors 9, 10, etc.
The inner diameter D1 of the above-mentioned groove 7 and counter-groove 8 is advantageously essentially equal to the diameter of the circle inscribed in the polygon formed by the rear sides of the totality of the individual mirrors 9, 10, etc.
If this inner diameter DX is chosen to be somewhat smaller than mentioned above, the intermediate space that arises behind the individual mirrors can be filled with a preferably permanently elastic filling compound.
The axially parallel side surfaces of the individual mirrors are preferably beveled by an angle a = 360. This
2n in order to ensure that the individual mirrors only touch at the front edges.