CH660624A5 - Einrichtung zum abtasten einer rotierenden kurvenscheibe, insbesondere fuer optisch-mechanische abtastsysteme. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Abtasten einer rotierenden Kurvenscheibe, insbesondere für optischmechanische Abtastsysteme, zur Übertragung der Drehbewegung eines ersten Elements auf ein zweites Element, welches um eine zur Drehachse des ersten Elements senkrechte zweite Achse drehbar ist, mit einem am Aussenumfang der Kurvenscheibe federnd anliegenden, an einem Hebelarm gehaltenen Abtastglied.

Zur Übertragung der Drehbewegung eines ersten Elementes auf ein zweites Element, welches um eine zur Drehachse des ersten Elements senkrechte, d.h. um 90° versetzte Drehachse drehbar ist, werden sogenannte Kurven - oder Nockenscheiben eingesetzt. Zur Abtastung der von einer Szene ausgehenden Strahlungsenergie, insbesondere zur Abtastung des bildfeldes eines optischen Sichtgerätes, d.h. zur Betrachtung einer Szene, werden optisch-mechanische Abtasteinrichtungen verwendet, die das Bildfeld in allgemeinbekannter Weise zweidimensional, z.B. mittels eines ebenen Schwingspiegels für die Vertikalabtastung und eines rotierenden prismatischen Spiegelkörpes, z.B. eines Polygonspiegels für die Horizontalabtastung abtasten. Damit wird z.B. Wärmestrahlung von aufeinanderfolgenden Bereichen einer Szene auf eine Detektoranordnung gerichtet. Die beiden Abtastpiegel sind dabei systembedingt um zwei senkrecht zueinander gerichtete, d.h. um 90° gegeneinander versetzte Achsen bewegbar. Eine derartige Abtasteinrichtung ist z.B. aus der DE-PS 2 224 275 bekannt. Hierbei wird der Polygonspiegel für die Horizontalabtastung von einem Motor angetrieben, der über ein Winkelgetriebe auch zum Antrieb des Schwingspiegels für die Vertikalabtastung dient. Dieser Spiegel ist um eine zur Rotationsachse des Polygonspiegels senkrechte Achse mittels einer Nockenanordnung schwenkbar, die aus einer Nockenscheibe mit linear ansteigendem Abschnitt und einem am Umfang der Nockenscheibe federnd anliegenden, an einem Hebelarm gehaltenen rollenförmigen Abtastglied besteht, wobei die Nockenscheibe auf einer Welle eines Zahnrads des Winkelgetriebes sitzt. Bei der bekannten Abtasteinrichtung ist zur Übertragung der Bewegungen des Polygonspiegels für die Horizontalabtastung auf den Schwingspiegel für die Vertikalabtastung ausser der Nockenanordnung jedoch ein relativ aufwendiges Winkelgetriebe erforderlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, die bei möglichst einfachem Aufbau eine Übertragung der Drehbewegung bei zueinander senkrechten Drehachsen ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass der Hebelarm um die zur Drehachse der Kurvenscheibe senkrechte zweite Achse drehbar ist, dass das Abtastglied in Umfangsrichtung der Kurvenscheibe unverdrehbar und um eine zur Drehachse der Kurvenscheibe senkrechte weitere Achse quer zur Kurvenscheibe drehbar am Ende des Hebelarmes gelagert ist und dass im Bereich des Aussenumfangs der Kurvenscheibe eine die Umfangsfläche mit Schmiermittel benetzende Anordnung vorgesehen ist.

Bei der erfindungsgemässen Einrichtung ist das Abtastglied in Umfangsrichtung der Kurvenscheibe unverdrehbar, aber quer zur Kurvenscheibe entsprechend den Schwingungen des Hebelarmes am Ende des Hebelarmes kippbar. Das Abtastglied führt somit kurze Drehbewegungen quer zur Kurvenscheibe aus, wobei eine Linienauflage des Abtastgliedes am Aussenumfang der Kurvenscheibe gegeben ist. Durch den bei rotierender Kurvenscheibe entstehenden Schmiermittelkeil mit gleitender Reibung statt einer sonst üblichen Punktauflage bei feststehendem, also nicht drehbarem oder bei rollendem Abtastglied mit grosser Reibung und starkem Verschleiss ergibt sich bei der erfindungsgemässen Einrichtung - bis auf einen vernachlässigbar geringen Einlauf-Abrieb - ein nur noch minimaler, fast auf Null reduzierbarer Abrieb am Abtastglied. Ausserdem wird eine Beschädigung der Oberfläche des Aussenumfangs der Kurvenscheibe weitgehend vermieden. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die z.B. bei optisch-mechanischen Abtasteinrichtungen der eingangs genannten Art geforderte Genauigkeit von grossem Vorteil. Ausserdem ist es bei einer erfindungsgemässen Einrichtung möglich, die Übertragung der Drehbewegungen auch bei um 90° versetzten, d.h. senkrecht zueinander gerichteten Drehachsen ohne Winkelgetriebe zu realisieren.

Bei einer zweckmässigen Ausführungsform besteht das Abtastglied aus einem scheibenförmigen Teil mit kreisbogenförmiger Abtastfläche.

Um die Verdrehungssicherung des Abtastgliedes in Umfangsrichtung der Kurvenscheibe zu gewährleisten, weist bei einer vorteilhaften Ausführungsform das Abtastglied an der dem Hebelarm zugewandten Seite einen etwa U-för-migen Ausschnitt auf, dessen Breite gleich der Dicke des Hebelarmendes ist. Damit ist das Abtastglied in Umfangs-

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richtung der Kurvenscheibe eng und unbeweglich geführt. Zur Lagesicherung des Abtastgliedes gegen eine Verschiebung in Richtung der Mittelachse des Hebelarmes, also quer zur Kurvenscheibe, ist es vorteilhaft, wenn der Hebelarm an der dem Abtastglied zugekehrten Seite mit einem etwa U-förmigen Ausschnitt ausgebildet ist und die Breite dieses Ausschnittes etwas grösser ist als die Dicke des Abtastgliedes. In diesem Falle ermöglicht die die Dicke des Abtastgliedes übersteigende Breite des Ausschnitts des Hebelarmes die Drehbewegung des Abtastgliedes quer zur Kurvenscheibe. Zur Realisierung der drehbahren Lagerung des Abtastgliedes des Hebelarmes ist dieser in vorteilhafter Weise mit einem einen Aussenradius aufweisenden Rollenlager versehen. Dieses Rollenlager weist bei einer vorteilhaften Ausführungsform eine zylindrische Büchse auf.

Ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsge-mässen Einrichtung zum Abtasten einer Kurvenscheibe wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in Explosionsdarstellung eine aus Kurvenscheibe und Abtastglied bestehende Einrichtung mit den Abtastelementen eines optisch-mechanischen Abtastsystems,

Fig. 2 und 3 zeigen eine Ansicht der Kurvenscheibe und des Abtastgliedes von der Seite bzw. im Schnitt,

Fig. 4 einen vergrösserten Ausschnitt des der Lagerung des Abtastgliedes dienenden Hebelarmes mit Rollenlager,

Fig. 5 das Rollenlager im Schnitt,

Fig. 6 ein Abtastglied in perspektivischer Darstellung.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung zum Abtasten einer Kurvenscheibe 1 ist für ein optisch-mechanisches Abtastsy-stem zur Übertragung der Bewegung eines um eine erste Achse A1 rotierenden Abtastelementes 2 für die Horizontalabtastung auf einen ebenen Schwingspiegel 3 für die Vertikalabtastung vorgesehen, wobei der Schwingspiegel um eine zur Rotationsachse AI des rotierenden, z.B. von einem Polygonspiegel gebildeten Abtastelementes 2 senkrechte zweite Achse A2 drehbar ist. Die Einrichtung besitzt zum Abtasten der hier in bevorzugter Weise zusammen mit einem Zahnrad und dem Abtastelement 2 auf der gleichzeitig als Antriebsachse dienenden Achse AI angeordneten Kurvenscheibe 1 ein Abtastglied 4, das an einem Ende eines sich mit seiner M ittelachse A3 quer zur Kurvenscheibe und hier parallel über der Antriebs- oder Drehachse A1 der Kurvenscheibe erstreckenden Hebelarmes 5 angeordnet ist. Dieser Hebelarm ist seinerseits um die zur Rotationsachse A1 des rotierenden Abtastelementes 2 und somit zur Antriebs- oder Drehachse AI der Kurvenscheibe senkrechte Achse A2 in Richtung des in Fig. 3 eingezeichneten Pfeils um die dort dargestellte Mittellage z.B. um ±8° drehbar, wobei diese Achse in einem geschlitzten, mit einer Aufnahmebohrung versehenen Block 6 am anderen Ende des Hebelarmes eingespannt ist und gleichzeitig als Drehachse für den an ihrem Ende befestigten Schwingspiegel 3 für die Vertikalabtastung dient. Der Hebelarm 5 und der Schwingspiegel 3 vollführen somit beim Abtasten der Kurvenscheibe 1 in Richtung der in Fig. 3 bzw. in Fig. 1 eingezeichneten Pfeile kurze Schwingungen um die Drehachse AI. Das Abtastglied 4 besteht hier aus einem scheibenförmigen Teil mit etwa halbkreisbogenförmiger Abtastfläche, wobei das Scheibchen nicht quer zur Kurvenscheibe, sondern mit zu den Seitenflächen der Kurvenscheibe parallelen Scheibenflächen angeordnet und federnd am Aussenumfang der Kurvenscheibe in Anlage gehalten ist. Hierzu ist an der Drehachse A2 des Hebelarmes sowie ggf. an dem geschlitzten Block 6 eine zweischenkelige Bügelfeder 7 mit ihrem Ende abgestützt, deren Bügel an der der Kurvenscheibe 1 abgewandten Oberseite des Hebelarmes 5 unter Vorspannung in eine Ausnehmung 8 eingreift und den Hebelarm und damit das an ihm gelagerte Abtastglied 4 federnd gegen die Kurvenscheibe drückt. Das Abtastglied 4 selbst ist derart an dem Ende des Hebelarmes 5 gelagert, dass es in Umfangsrichtung der Kurvenscheibe 1 unverdrehbar und unbewegbar und in Richtung der Mittelachse A3 des Hebelarmes 5, also quer zur Kurvenscheibe, gegen eine Längsverschiebung gesichert ist. Somit ist das Abtastglied in diesen Richtungen also praktisch unbeweglich. Jedoch ist das Abtastglied 4 quer zur Kurvenscheibe um eine zur Drehachse AI der Kurvenscheibe 1 senkrechte Drehachse A4 in Richtung des sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 3 eingezeichneten Pfeiles geringfügig drehbar gelagert, so dass das Abtastglied im Stande ist, auch bei den durch die Nocken der Kurvenscheibe bewirkten Schwingungen des Hebelarmes entsprechend diesen Schwingungen mit zu drehen und somit auch bei sich drehender Kurvenscheibe und auch während der Schwingungen des Hebelarmes stets auf einer Linie der Oberfläche des Aussenumfanges der Kurvenscheibe aufliegt. Um diese Lagerung sowie die geringfügige Drehbewegung des Abtastgliedes zu ermöglichen, sind das Abtastglied 4 und der Hebelarm 5 an seinem der Lagerung des Abtastgliedes dienenden Ende in der folgenden, in den Fig. 2 bis 6 näher dargestellten Weise ausgebildet. Das Abtastglied 4 (Fig. 6) ist an der dem Hebelarm 5 zugewandten Seite mit einem etwa U-förmigen kanalartigen Ausschnitt 9 versehen, dessen Breite oder lichte Innenweite etwa gleich dem Abstand zweier zueinander paralleler Aussenflächen 10, 11 des Hebelarmendes ist. Damit ist das Abtastglied mit den durch den Ausschnitt 9 gebildeten Seitenwänden 12, 13 so eng am Hebelarm geführt (Fig. 1 ), dass es in Umfangsrichtung und damit in der mit einem Pfeil angedeuteten Drehrichtung der Kurvenscheibe unverdrehbar ist. Ferner ist der Hebelarm 5 an der dem Abtastglied 4 zugekehrten Seite mit einem etwa U-förmigen Ausschnitt 15 ausgebildet, in den das von den Seitenwänden 12, 13 gebildete Mittelteil 14 des Abtastgliedes eindringt, so dass dieses so weit in dem Ausschnitt 15 aufgenommen ist, dass es gegen Längsverschiebung in Richtung der Mittelachse A3 des Hebelarmes, also quer zur Kurvenscheibe gesichert ist. Hierzu ist die Breite b (Fig. 4) des Ausschnittes 15 nur soviel grösser als die Dicke d (Fig. 6) des Abtastgliedes 4, dass dieses die geringfügige Drehbewegung auszuführen imstande ist. Um diese Drehbewegung zu ermöglichen, ist der Hebelarm 5 mit einem einen Aussenradius aufweisenden Rollenlager versehen, welches eine zylindrische Büchse 16 besitzt, die sich mit ihrer Mittelachse A4 senkrecht zur Drehachse AI der Kurvenscheibe und parallel zur Drehachse A2 des Hebelarmes erstreckt und im Bereich des Ausschnitts 15 weitgehend in den Hebelarm eingefügt ist. Dabei ist die Büchse 16 zu ihrer Lagesicherung in Richtung ihrer Mittelachse A4 mit einem Einschnitt 17 versehen, dessen Breite gleich dem Abstand der parallelen Aussenflächen 10, 11 des Hebelarmes voneinander ist. Auch die Ecken an der Lauffläche 18 der Büchse sind ausgespart. Der Radius der Lauffläche 18 der Büchse 16 ist so dimensioniert, dass zwischen der Lauffläche 19 des Abtastgliedes 4 und der Lauffläche 18 der Büchse 16 weitgehend nur rollende Reibung stattfindet. Lediglich zwischen dem Abtastglied 4 und der Kurvenscheibe 1 besteht gleitende Reibung, wobei das Abtastglied auf einem Schmiermittelfilm läuft, der von einer Schmieranordnung, z.B. einem ölgetränkten Filzstreifen 20 (Fig. 1 ), auf die Oberfläche des Aussenumfangs der sich drehenden Kurvenscheibe aufgebracht wird und einen Schmier-mittelkeil bildet.

Das Abtastglied 4 kann an dem Hebelarm 5 durch Aufstecken lose oder mittels eines sich in der Mittelachse A4 erstreckenden Stiftes fest am Hebelarm gelagert werden. Bei loser Lagerung ergibt sich der Vorteil einer besonders leichten Auswechselbarkeit.

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1. Einrichtung zum Abtasten einer rotierenden Kurvenscheibe, insbesondere für optisch-mechanische Abtastsysteme, zur Übertragung der Drehbewegung eines ersten Elementes auf ein zweites Element, welches um eine zur Drehachse des ersten Elementes senkrechte zweite Achse drehbar ist, mit einem am Aussenumfang der Kurvenscheibe federnd anliegenden, an einem Hebelarm gehaltenen Abtastglied, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (5) um die zur Drehachse (AI) der Kurvenscheibe ( 1 ) senkrechte zweite Achse (A2) drehbar ist, dass das Abtastglied (4) in Umfangsrichtung der Kurvenscheibe ( 1 ) unverdrehbar und um eine zur Drehachse (A 1 ) der Kurvenscheibe senkrechte weitere Achse (A4) quer zur Kurvenscheibe drehbar am Ende des Hebelarmes (5) gelagert ist und dass im Bereich des Aussen-umfangs der Kurvenscheibe ( 1 ) eine die Umfangsfläche mit Schmiermittel benetzende Anordnung (20) vorgesehen ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtastglied (4) aus einem scheibenförmigen Teil mit kreisbogenförmiger Abtastfläche besteht.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtastglied (4) an der dem Hebelarm (5) zugewandten Seite einen etwa U-förmigen Ausschnitt (9) aufweist, dessen Breite gleich der Dicke des Hebelarmendes ( 10,

11) ist.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (5) an der dem Abtastglied (4) zugekehrten Seite mit einem etwa U-förmigen Ausschnitt (15) ausgebildet ist und die Breite (b) dieses Ausschnittes etwas grösser ist als die Dicke (d) des Abtastgliedes.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (5) zur drehbaren Lagerung des Abtastgliedes (4) mit einem einen Aussenradius aufweisenden Rollenlager (16) versehen ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rollenlager eine zylindrische Büchse ( 16) aufweist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schmieranordnung (20) aus einem ölgetränkten Filzstreifen besteht.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Element (2) ein rotierendes Abtastelement zur Horizontalabtastung und das zweite Element (3) ein Schwingspiegel zur Vertikalabtastung ist.