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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet
der Erfindung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spiegelhalterungseinrichtung, die
einen in ein Teleskop eingebauten Spiegel derart haltert, dass verhindert
wird, dass sich die Spiegelflächengenauigkeit
durch eine Verformung des Spiegels verschlechtert, und auf eine
optische Vorrichtung, die diese verwendet.
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Beschreibung
des verwandten Stands der Technik
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Eine
Spiegelhalterungseinrichtung ist in einer nicht patentmäßigen Veröffentlichung
1 beschrieben. Nach 4.24 (Seite
290) und der Beschreibung, die der Zeichnung in dieser nicht patentmäßigen Veröffentlichung
1 entspricht, ist eine Stabträgerhalterungseinrichtung
als Halterung in der axialen Richtung eines Hauptspiegels offenbart.
Bei dieser Stabträgerhalterungseinrichtung
sind kugelförmige
Aufnahmen an drei feststehenden Punkten vorgesehen, und eine dreischenklige
Stange ist auf jede dieser kugelförmigen Aufnahmen gesetzt, und
neun Auflageflächen
des Hauptspiegels sind über
kugelförmige
Aufnahmen ganz oben an der dreischenkligen Stange untergebracht.
Die dreischenklige Stange kann sich entlang der Rückseite
des Hauptspiegels durch die an den feststehenden Punkten vorgesehenen
kugelförmigen
Aufnahmen frei neigen, wodurch sich die neun Auflageflächen des
Hauptspiegels in derselben Ebene aufreihen. Durch diese Anordnung
der Halterungseinrichtung wird verhindert, dass die schädliche Verformung
aufgrund von innerer Belastung der Halterungseinrichtung für den Spiegel
sich auf den Hauptspiegel überträgt.
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[Nicht
patentmäßige Veröffentlichung
1] Reflecting Telescope, von Yasumasa Yamashita, 4.2.1 Position
Control and Force Control of Mirror, S. 287 – 291, veröffentlicht durch University
of Tokyo Press, 1992.
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Bei
optischen oder Radioteleskopen zum Anstellen astronomischer Beobachtungen
o. dgl. zeichnete sich in den letzten Jahren der Trend ab, die Größe der Hauptspiegel
zu vergrößern, um
die Auflösungsleistung zu
verbessern und genauere Beobachtungen anstellen zu können. Bei
einem so großformatigen
Teleskop besteht der Hauptspiegel aus einem Spiegelfeld oder mehreren
Spiegelfeldern, und falls das Teleskop aus einem Hauptspiegel aufgebaut
war, wurde eine Verfahrensweise eingesetzt, bei welcher der Hauptspiegel
aktiv zur Einstellung der Spiegelfläche angetrieben wurde, um die
durch Temperaturverteilung oder Neigung durch Schwerkraft verursachte
Verformung des Hauptspiegels zu korrigieren. Und falls der Hauptspiegel
aus mehreren Spiegelfeldern aufgebaut war, um einen Hauptspiegel
als Ganzes zu bilden, wurde, um die Position in der Richtung einer
Spiegelachse und die Neigung jedes Spiegelfelds einzustellen, eine
Verfahrensweise zum aktiven Antreiben der Spiegelfelder eingesetzt.
Nach der in der nicht patentmäßigen Veröffentlichung
1 offenbarten Spiegelhalterungseinrichtung ist eine Verfahrensweise
offenbart, mehrere mechanische Teile wie kugelförmige Aufnahmen in einem passiven
Halterungsaufbau zu verwenden. Falls jedoch diesem passiven Aufbau
eine aktive Antriebseinrichtung hinzugefügt wird und die einzelnen Spiegelfelder
angetrieben werden sollen, besteht das Problem, dass die Bandbreite
der Antriebssteuerung wegen Spiels in den mechanischen Teilen der
Halterungsstruktur und der geringen Steifigkeit der Halterungsstruktur
nicht in einem weiten Bereich aufrechterhalten werden kann. Zusätzlich besteht
das Problem, dass, wenn die Abmessung des Hauptspiegels und die
Anzahl der Spiegelfelder vergrößert wird,
die Teilezahl drastisch ansteigt, so dass beim herkömmlichen Halterungsaufbau
auch die Kosten steigen und gleichzeitig die erhöhte Anzahl an Teilen den Aufbau
kompliziert macht und die Genauigkeit bei Herstellung und Zusammenbau
schlechter wird.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorstehend beschriebenen
Probleme zu lösen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spiegelhalterungseinrichtung,
die in der Lage ist, zu verhindern, dass sich eine Spiegelflächengenauigkeit
aufgrund der Verformung eines Spiegels verschlechtert, und die in
der Lage ist, die Antriebssteuerungsbandbreite in einem aktiven
Antriebssystem auszuweiten, und eine optische Vorrichtung bereitzustellen,
die diese verwendet.
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Eine
Spiegelhalterungseinrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfasst:
eine auf der Rückseite eines
Spiegels vorgesehene Spiegelzelle; eine mit Fluiddruck betriebene
Halterungseinrichtung, die zwischen der Spiegelzelle und dem Spiegel
angeordnet ist und den Spiegel durch einen Behälter, dessen Volumen sich durch
Fluiddruck verändert,
mit Versorgungsdruck beaufschlagt; ein elektromagnetisch anziehendes
Stellglied mit einer mit dem Spiegel verbundenen Stange, einem angetriebenen
Teil, das an der Stange angebracht ist und durch elektromagnetische
Kraft angetrieben wird, einem Elektromagneten, der dem angetriebenen
Teil entgegengesetzt vorgesehen ist, und einem Behälter, der
zwischen der Stange und der Spiegelzelle vorgesehen ist, und dessen
Volumen sich durch den Fluiddruck ändert; und eine Fluiddruck-Regeleinheit,
die den Fluiddruck, mit dem der Behälter in der mit Fluiddruck
betriebenen Halterungseinrichtung beaufschlagt wird, und den Fluiddruck,
mit dem der Behälter
im elektromagnetisch anziehenden Stellglied beaufschlagt wird, regelt.
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Und
eine optische Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung umfasst:
mehrere Segmentspiegel; eine auf den Rückseiten der mehreren Segmentspiegel
vorgesehen Spiegelzelle; mit Fluiddruck betriebene Halterungseinrichtungen,
wovon jede zwischen der Spiegelzelle und dem Segmentspiegel vorgesehen
ist und den Segmentspiegel durch einen Behälter, dessen Volumen sich durch
Fluiddruck ändert,
mit einem Versorgungsdruck beaufschlagt; ein elektromagnetisch anziehendes
Stellglied mit einer mit dem Segmentspiegel verbundenen Stange,
einem angetriebenen Teil, das an der Stange angebracht ist und durch
elektromagnetische Kraft angetrieben wird, einem Elektromagneten,
der dem angetriebenen Teil entgegengesetzt vorgesehen ist, und einem
Behälter,
der zwischen der Stange und der Spiegelzelle vorgesehen ist, und
dessen Volumen sich durch den Fluiddruck verändert; und eine Fluiddruck-Regeleinheit,
die den Fluiddruck, mit dem der Behälter in der mit Fluiddruck
betriebenen Halterungseinrichtung beaufschlagt wird, und den Fluiddruck,
mit dem der Behälter
im elektromagnetisch anziehenden Stellglied beaufschlagt wird, regelt.
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Deshalb
wird nach der vorliegenden Erfindung der Spiegel von der mit Fluiddruck
betriebenen Halterungseinrichtung und dem elektromagnetisch anziehenden
Stellglied gehaltert. Von daher ist es möglich, die Steifigkeit der
Halterungseinrichtung zu erhöhen
und die Positionssteuerungsbandbreite auszuweiten.
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Darüber hinaus
sind nach der vorliegenden Erfindung Fluidrohre so an die Behälter der
mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen angeschlossen,
dass alle mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen miteinander
in Verbindung stehen. Deshalb kann die Länge der Fluidrohre verkürzt und
somit können die
Kosten gesenkt werden, und da insgesamt weniger Anschlusspunkte
für die
Fluidrohre vorhanden sind, können
Anschlussfehler reduziert und somit Montage- und Wartungsfreundlichkeit
verbessert werden.
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Noch
weiter darüber
hinaus ist nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung
der Behälter, dessen
Volumen sich durch den Fluiddruck verändert, nicht im elektromagnetisch
anziehenden Stellglied vorgesehen. Deshalb ist es möglich, die
Anzahl von Bauteilen und von daher die Kosten zu senken.
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Noch
weiter darüber
hinaus wird nach einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung
die Druckbeaufschlagung auf das elektromagnetisch anziehende Stellglied
von einem elastischen Teil bewerkstelligt. Deshalb ist es möglich, seinen
Aufbau zu vereinfachen und somit die Teileanzahl zu reduzieren.
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Noch
weiter darüber
hinaus sind nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung
Elektromagneten über
und unter dem angetriebenen Teil im elektromagnetisch anziehenden
Stellglied vorgesehen, um das angetriebene Teil nach oben und unten
zu bewegen, um das elektromagnetisch anziehende Teil entgegen äußerer Störgrößen anzutreiben.
Deshalb ist es möglich,
die Menge der im elektromagnetisch anziehenden Stellglied erzeugten
Wärme zu
reduzieren.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau einer Spiegelhalterungseinrichtung
nach Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung zeigen soll.
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2 ist
ein Aufbauschema der Spiegelhalterungseinrichtung nach Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung.
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3 ist
ein Aufbauschema einer Spiegelhalterungseinrichtung und einer optischen
Vorrichtung, die diese verwendet, nach Ausführungsform 2 der vorliegenden
Erfindung.
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4 ist
ein Aufbauschema einer Spiegelhalterungseinrichtung nach Ausführungsform
3 der vorliegenden Erfindung.
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5 ist
ein Aufbauschema einer Spiegelhalterungseinrichtung und einer optischen
Vorrichtung, die diese verwendet, nach Ausführungsform 4 der vorliegenden
Erfindung.
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6 ist
ein Aufbauschema einer Spiegelhalterungseinrichtung nach Ausführungsform
5 der vorliegenden Erfindung.
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7 ist ein Aufbauschema eines elektromagnetisch
anziehenden Stellglieds, das in einer Spiegelhalterungseinrichtung
nach Ausführungsform
6 der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsform 1
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Auf
Grundlage der 1 und 2 wird eine
Spiegelhalterungseinrichtung nach Ausführungsform 1 der vorliegenden
Erfindung beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht,
die den Aufbau einer Spiegelhalterungseinrichtung nach Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung zeigen soll. 2 ist ein
Aufbauschema der Spiegelhalterungseinrichtung nach Ausführungsform
1 der vorliegenden Erfindung. In 1 ist eine
Spiegelhalterungseinrichtung gezeigt, die mit einem Stellglied ausgestattet
ist, um einen Einzelspiegel in einer axialen Richtung zu haltern
und den Spiegel als starren Körper
zu verfahren. In 1 bezeichnet Bezugszahl 1 einen
Spiegel. Obwohl der Spiegel in der Zeichnung als hexagonaler Spiegel
gezeigt ist, kann er auch anders geartet sein, wie etwa kreisförmig, quadratisch,
plan oder gekrümmt.
Bezugszahl 2 bezeichnet eine mit Fluiddruck betriebene
Halterungseinrichtung zum Haltern des Spiegels 1 in der
axialen Richtung, und die mit Fluiddruck betriebene Halterungseinrichtung 2 ist
mit dem Spiegel 1 an im Spiegel 1 ausgebildeten
Befestigungsflächen
verbunden, um die Bodenfläche
des Spiegels 1 bzw. eine neutrale Fläche in einer Dickenrichtung
des Spiegels 1 abzustützen.
Die mit Fluiddruck betriebene Halterungseinrichtung 2 weist
einen Behälter
auf, der mit Fluiddruck beaufschlagt ist.
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Der
Fluiddruck lässt
diesen Behälter
sich ausweiten oder zusammenziehen, so dass sich sein Volumen verändert, und
beispielsweise weist der Behälter
auf der Seite einen Balg auf oder besteht aus einem Kolben und Zylinder.
In 1 sind die mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 an
18 Punkten vorgesehen, um die Verformung des Spiegels 1 zu
reduzieren, die zwischen den mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 durch
das Eigengewicht des Spiegels 1 hervorgerufen wird. Wie
später
noch beschrieben wird, ist eine mit Fluiddruck betriebene Halterungseinrichtung
in jedem der elektromagnetisch anziehenden Stellglieder 5 vorgesehen,
die an drei Stellen angebracht sind, so dass sich insgesamt 21 Fluiddruck-Versorgungspunkte
ergeben. Die Anzahl der mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 variiert
je nach dem Wert der zwischen Auflagepunkten zulässigen Verformung, die vom
Eigengewicht hervorgerufen wird, und es können drei oder mehr mit Fluiddruck
betriebene Halterungseinrichtungen 2 einschließlich der
mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtung in den elektromagnetisch
anziehenden Stellgliedern 5 ausreichend sein. Der Bereich
einer Grenzfläche
(einer wirksamen Seite, wo in der mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtung 2 Druck
an den Spiegel 1 angelegt wird, was in der folgenden Beschreibung
gleichbedeutend verwendet wird) zwischen der mit Fluiddruck betriebenen
Halterungseinrichtung 2 und dem Spiegel 1 ist
so eingestellt, dass ein Wert, der erhalten wird, indem das Spiegelgewicht,
das von jeder mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtung 2 übernommen
und getragen wird, durch die Fläche
geteilt wird, jeweils gleich ist. Anders ausgedrückt ist die Grenzfläche so eingestellt,
dass die Auflagedrücke
aller mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 gleich
sind. Bezugszahl 3 bezeichnet Fluidrohre, die vorgesehen
sind, um die mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 miteinander
in Verbindung stehen zu lassen, und die Fluidrohre 3 sind
an die Behälter
in den mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 (einschließlich den mit
Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen in den elektromagnetisch
anziehenden Stellgliedern 5) angeschlossen. Bezugszahl 4 bezeichnet
eine Fluiddruck-Regeleinheit,
die an das Fluidrohr 3 angeschlossen ist und die Versorgungsdrücke aller
mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 auf
einen gewünschten
Wert einstellt, und diese Fluiddruck-Regeleinheit 4 beaufschlagt
die Behälter
in den mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 (einschließlich der
mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen in den elektromagnetisch
anziehenden Stellgliedern 5) mit einem gewünschten
Fluiddruck. Während
an diesem Punkt die Fluidrohre 3 so an die mit Fluiddruck
betriebenen Halterungseinrichtungen 2 angeschlossen sind,
dass alle miteinander in Verbindung stehen, reicht das Anschlussverfahren
aus, durch welches, sofern die Versorgungsdrücke aller mit Fluiddruck betriebenen
Halterungseinrichtungen 2 einander gleich ausgelegt sind,
und beispielsweise ein Verteilerrohr im Verlauf der Fluidrohre 3 vorgesehen
werden kann. Bezugszahl 5 bezeichnet ein elektromagnetisch
anziehendes Stellglied mit 1 Freiheitsgrad für Translation in der axialen Richtung,
die den Spiegel 1 als starren Körper verfährt. Bei dem Verfahren, um
dieses elektromagnetisch anziehende Stellglied 5 am Spiegel
anzuschließen,
handelt es sich um dasselbe Verfahren wie zum Anschließen der
mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 an
den Spiegel 1. Die Verwendung dreier elektromagnetisch
anziehender Stellglieder 5 wie in diesem Aufbau kann dem
Spiegel 1 Freiheitsgrad für Translation und 2 Freiheitsgrade
für Drehung
bereitstellen. Bei dem in 1 gezeigten
Aufbau einer Spiegelhalterungseinrichtung ist eine Halterungseinrichtung
gezeigt, um den Spiegel 1 nur in der axialen Richtung zu
haltern, aber es kann auch eine andere Halterungseinrichtung vorgesehen
sein, um den Spiegel 1 so zu haltern, dass er in einer
seitlichen Richtung verschoben wird. Was das zu verwendende Fluid
anbelangt, kann Gas wie Luft oder eine Flüssigkeit wie Wasser verwendet
werden. Hier bezeichnet die axiale Richtung des Spiegels 1 die Richtung
der Spiegelachse des Spiegels 1, und die seitliche Richtung
bezeichnet zwei Richtungen, die zur axialen Richtung orthogonal
sind.
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Als
Nächstes
wird der Innenaufbau etc. des in der Spiegelhalterungseinrichtung
verwendeten elektromagnetisch anziehenden Stellglieds 5 auf
der Grundlage von 2 beschrieben. In 2 unterscheidet
sich die Anzahl der mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 von
der in 1 gezeigten Anzahl, dies ist aber nur auf eine
vereinfachte Darstellung zurückzuführen. In 2 bezeichnet
Bezugszahl 6 eine Spiegelzelle, die aus einem Gittergestell
als Basis zur Halterung des Spiegels 1 besteht, und die Spiegelzelle 6 ist
an die Bodenteile der mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 und
der elektromagnetisch anziehenden Stellglieder 5 angeschlossen.
Ein Material mit einer hohen Steifigkeit und einem niedrigen Wärmedehnungskoeffizienten
wie Eisen, Invarlegierung, CFRP (kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff)
und dergleichen werden für
gewöhnlich
als Material für
diese Spiegelzelle 6 hergenommen. Was den allgemeinen Aufbau
anbelangt, sind der Spiegel 1 und die Spiegelzelle 6 über die
mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 und
elektromagnetisch anziehenden Stellglieder 5 in der axialen
Richtung miteinander verbunden. Was den Innenaufbau der elektromagnetisch
anziehenden Stellglieder 5 anbelangt, bezeichnet Bezugszahl 7 eine
Stange, die auf der Befestigungsfläche des Spiegels 1 in
der axialen Richtung (an einer niedrigeren Position in der vertikalen
Richtung) angebracht ist, und 8 bezeichnet ein angetriebenes
Teil, welches am Boden der Stange 7 angebracht ist, und
in 2 wird eine scheibenförmige Stahlplatte als angetriebenes
Teil verwendet. Bezugszahl 9 bezeichnet einen Elektromagneten
mit einem Loch in der Mitte, durch welches die Stange 8 hindurchtreten
kann. Dabei kann der Durchmesser der in 2 als angetriebenes
Teil gezeigten scheibenförmigen Stahlplatte
und der Durchmesser des Elektromagneten 9 groß genug
sein, um diese Bestandteile durch elektromagnetische Kraft anziehen
zu lassen, und der Außendurchmesser
der Stahlplatte ist im Allgemeinen nicht kleiner ausgelegt als der
Innendurchmesser des Elektromagneten 9. Hier ist die Form
des angetriebenen Teils 8 nicht auf die Scheibenform beschränkt, und
es kann auch ein Magnetmaterial wie Eisen oder dergleichen als Material
für das
angetriebene Teil 8 übernommen
werden. Die mit Fluiddruck betriebene Halterungseinrichtung 2 ist
mit der Stange 7 am Boden des angetriebenen Teils 8 koaxial
verbunden. Diese mit Fluiddruck betriebene Halterungseinrichtung 2 im
elektromagnetisch anziehenden Stellglied 5 besitzt auch
einen Behälter,
der mit Fluiddruck beaufschlagt ist, wie es auch bei der mit Fluiddruck
betriebenen Halterungseinrichtung 2, die außerhalb
des elektromagnetisch anziehenden Stellglieds 5 vorgesehen
ist, der Fall ist. Dieser Behälter
wird durch den Fluiddruck aufgeweitet oder zusammengezogen, so dass
er sein Volumen verändert,
und ist beispielsweise ein Behälter
mit einem Balg auf der Seite oder ein mit einem Kolben und Zylinder
ausgebildeter Behälter.
Bezugszahl 10 bezeichnet ein aus Kunststoff oder Metall hergestelltes
Gehäuse,
an welchem der Elektromagnet 9 befestigt ist. Die Bodenfläche der
mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtung 2 im elektromagnetisch
anziehenden Stellglied 5 ist auch an diesem Gehäuse 10 befestigt.
Das Gehäuse 10 ist über ein
Zwischenteil an der Spiegelzelle 6 angebracht. Was einen
Regelkreis zum Steuern/Regeln dieses elektromagnetisch anziehenden
Stellglieds 5 anbelangt, bezeichnet Bezugszahl 11 einen
Lageregelkreis, welcher einen Spalt zwischen dem angetriebenen Teil 8 und
dem Elektromagneten 9 regelt, und 12 bezeichnet
einen berührungslosen
Spaltsensor, wie einen kapazitiven Zollschneckenrad-Sensor o. dgl.,
der zwischen dem angetriebenen Teil 8 und einer feststehenden
Seite vorgesehen ist, bei der es sich um das Gehäuse 10 und den Elektromagneten 9 handelt,
und 13 bezeichnet eine Spaltsignalleitung, um ein vom Spaltsensor 12 ausgegebenes
Spaltsignal zu übertragen,
und 14 bezeichnet eine Spaltsteuerbefehlleitung zum Übertragen
eines Spaltsteuerbefehls, um den Spalt auf einen gewünschten
Wert zu regeln. Dabei sind die Spaltsignalleitung 13 und
die Spaltsteuerbefehlleitung 14 so verbunden, dass sie,
wie in 2 gezeigt, eine finite Differenz berechnen. Als
Nächstes
bezeichnet Bezugszahl 15 eine Treiberschaltung, die den
Antriebsbetrag zur Steuerung des Spalts mit einem gewünschten
Wert auf den Wert des Stroms regelt, der durch den Elektromagneten 9 fließen soll,
und 16 bezeichnet eine Stromsignalleitung, um den Strom,
der ein Ausgang aus der Treiberschaltung 15 ist, durch
den Elektromagneten 9 fließen zu lassen, und der dazu
vorgesehen ist, die Treiberschaltung 15 mit dem Elektromagneten 9 zu
verbinden.
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Als
Nächstes
wird auf der Grundlage von 1 und 2 der
Betrieb der Spiegelhalterungseinrichtung beschrieben. Zunächst werden
zum Unterstützen
des Eigengewichts des Spiegels 1 die mit Fluiddruck betriebenen
Halterungseinrichtungen 2 in Gang gesetzt. Im Allgemeinen
wird in einer optischen Vorrichtung wie einem Teleskop o. dgl. ein
Höhenwinkel 17 verändert. Entsprechend
dieser Positionsveränderung
verändert
sich auch das auf den mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 aufliegende
Eigengewicht beinahe im Verhältnis
zu einer Sinuskomponente des Höhenwinkels 17.
Wird von irgendeinem Winkelsensor eine Veränderung des Höhenwinkels 17 erfasst,
kann der Druck in der axialen Richtung in der Fluiddruck-Regeleinheit 4 berechnet werden,
der erforderlich ist, um den Spiegel 1 zu tragen. Die Fluiddruck-Regeleinheit 4 stellt
die zu- und abzuführende
Menge an Fluidmedium auf den berechneten Wert ein, um den Versorgungsdruck
der mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 zu
regeln, die über
das Fluidrohr 3 mit der Fluiddruck-Regeleinheit 4 verbunden sind.
Hier sind alle mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 durch
die Fluidrohre 3 miteinander in Verbindung gesetzt, so
dass am Spiegel 1 immer derselbe Versorgungsdruck anliegt,
und der Spiegel 1 von daher durch den Druck getragen wird,
als befände
er sich in einem Zustand der Schwerelosigkeit.
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Als
Nächstes
wird ein Verfahren zum Steuern der Starrkörperposition des Spiegels 1 beschrieben.
Die Starrkörperposition
des Spiegels 1 ist durch einen Spalt zwischen dem angetriebenen
Teil 8 und der feststehenden Seite gekennzeichnet, die
den Elektromagneten 9 und das Gehäuse 10 umfasst. Beispielsweise
wird, wenn der Spiegel 1 um einen gewünschten Wert (a) in der axialen
Richtung verschoben wird, der Lageregelkreis 11 so angesteuert,
dass der Spalt jedes der elektromagnetisch anziehenden Stellglieder 5,
die an den drei Positionen angebracht sind, zu (gegenwärtiger Wert
+ (a)) wird. Das heißt,
wenn ein Unterschied zwischen einem Spaltsignal aus dem Spaltsensor 12 und
dem gewünschten
Wert (gegenwärtiger
Wert + (a)) nicht Null beträgt,
wird ein Strombefehlswert aus der Treiberschaltung 15 über die
Stromsignalleitung 16 an den Elektromagneten 9 geschickt,
um einen Strom durch den Elektromagneten 9 fließen zu lassen,
wodurch eine elektromagnetische Kraft entsteht, die das angetriebene
Teil 8 anzieht, um den Spalt einzustellen. Da der Spiegel 1 über die
Stange 7 mit dem angetriebenen Teil 8 verbunden
ist, steuert dieser Vorgang den Spiegel 1 so, dass seine
Position in der axialen Richtung um (a) verschoben wird. Auch wenn
der Strom durch den Elektromagneten 9 im elektromagnetisch
anziehenden Stellglied 5 zu fließen aufhört, regelt darüber hinaus
die Fluiddruck-Regeleinheit 4 den
an die mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtung 2 angelegten
Versorgungsdruck auf einen konstanten Wert, und von daher wird der
Spiegel 1 in einer gewünschten
Position gehalten. Dabei werden das Gewicht des Spiegels 1 und
das Gewicht des angetriebenen Teils 8, welche dem elektromagnetisch
anziehenden Stellglied 5 anteilig zufallen, von den mit Fluiddruck
betriebenen Halterungseinrichtungen 2 getragen, die koaxial
mit der Stange 7 unter dem angetriebenen Teil 8 vorgesehen
sind, was verhindern kann, dass sich die Spiegelfläche durch
ihr Eigengewicht nahe am elektromagnetisch anziehenden Stellglied 5 verformt
und es notwendig machen kann, dass der Elektromagnet 9 nur
eine Anziehungskraft erzeugen muss, um den Spalt zu steuern.
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Wenn
die Verformung des Spiegels 1, die durch sein Eigengewicht
an der Stelle verursacht wird, wo das elektromagnetisch anziehende
Stellglied 5 angeordnet ist, dabei nicht zum Problem wird,
ist es auch möglich,
dass die Fluiddruck-Regeleinheit 4 den Spiegel 1 fluiddruckmäßig durch
andere mit Fluiddruck betriebene Halterungseinrichtungen 2 in
eine gewünschte
Position steuert als die mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2,
die in den elektromagnetisch anziehenden Stellgliedern 5 vorgesehen
sind, bzw. dass die in den elektromagnetisch anziehenden Stellgliedern 5 vorgesehenen,
mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 die
elektromagnetisch anziehenden Stellglieder 5 mit Druck
beaufschlagen.
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Da
wie vorstehend beschrieben die Spiegelhalterungseinrichtung in der
axialen Richtung aus einer Kombination aus mit Fluiddruck betriebenen
Halterungseinrichtungen 2 und elektromagnetisch anziehenden Stellgliedern 5 besteht,
ist es möglich,
die Bandbreite des Lageregelkreises 11 stark auszuweiten,
weil die ganze Halterungseinrichtung im Vergleich zur Halterungseinrichtung
mit dem Stabträgeraufbau,
welche herkömmlicher
Weise im Stand der Technik verwendet wurde, eine höhere Steifigkeit
und weniger mechanisches Spiel aufweist. Darüber hinaus ist bei diesem Aufbau
die Anzahl der Teile reduziert, und von daher können auch Kosten gesenkt und
die Herstellungsfreundlichkeit verbessert werden. Da die mit Fluiddruck
betriebene (im elektromagnetisch anziehenden Stellglied 5 vorgesehene)
Halterungseinrichtung 2, welche an die mit Fluiddruck betriebene
Halterungseinrichtung 2 angeschlossen ist, um den Spiegel 1 zu
haltern, koaxial mit der Stange 7 unter dem angetriebenen
Teil 8 vorgesehen ist, ist es noch weiter darüber hinaus
möglich,
die lokale Verformung der Spiegelfläche zu verhindern, die entsteht,
wenn das elektromagnetisch anziehende Stellglied 5 angetrieben
wird.
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Hier
ist es möglich,
die Fluiddruck-Regeleinheit 4 auf eine Weise anzusteuern,
dass ein Fluiddruck im elektromagnetisch anziehenden Stellglied 5 ansteigt,
wenn ein Strom, der angelegt wird, um durch den Elektromagneten 9 zu
fließen,
einen vorbestimmten Wert übersteigt.
Diese Steuerung kann den Bedarf nach einem Sensor zum Regeln des
Fluiddrucks aus der Welt schaffen. Darüber hinaus kann diese Steuerung
auf dieselbe Weise erfolgen wie in den folgenden Ausführungsformen
2 bis 6.
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Ausführungsform 2
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3 ist
ein Aufbauschema einer Spiegelhalterungseinrichtung und einer diese
verwendenden optischen Vorrichtung nach Ausführungsform 2 der vorliegenden
Erfindung. In 3 bezeichnet Bezugszahl 18 einen
Segmentspiegel, bei dem mehrere kleinformatige Spiegel 1 so
verteilt sind, dass ein vorbestimmter Spalt entsteht, wodurch ein
Spiegel aufgebaut wird, als ob er aus einem einzigen Spiegel bestünde, und
es sind mehrere Segmentspiegel 18 angeordnet, um eine optische
Vorrichtung zu bilden. Selbstverständlich kann der Segmentspiegel 18 in
manchen Fällen
auch aus einem Einzelspiegel bestehen. Beispielsweise gibt es wie
im Falle eines terrestrischen Teleskops großen Kalibers, wie es von CELT
(California Extremely Large Telescope) und OWL (Overwhelmingly Large
Telescope) verkörpert
wird, Fälle,
bei denen eintausend oder mehr hexagonale Segmentspiegel 18 verteilt
sind, wovon jeder einen Durchmesser von ca. 1 m hat. Der Segmentspiegel 18 wird
auf dieselbe Weise wie in Ausführungsform
1 beschrieben über
die mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 und
elektromagnetisch anziehende Stellglieder 5 von der Spiegelzelle 6 gehaltert.
Als Nächstes
wird eine Regeleinrichtung für
den Fluiddruck beschrieben. Bezugszahl 19 bezeichnet ein
Verteilerrohr, und das Verteilerrohr 19 besteht aus einer
ersten Stufe des Verteilerrohrs 19, die an die jeweiligen,
mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 angeschlossen
ist, um einen Segmentspiegel 18 über die Fluidrohre 3 zu
versorgen, und einer zweiten Stufe des Verteilerrohrs 19,
um mehrere erste Stufen des Verteilerrohrs 19 über die
Fluidrohre 3 zusammenzuführen. Dabei kann jede beliebige
Anzahl an mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 an
die erste Stufe des Verteilerrohrs 19 angeschlossen sein.
Darüber hinaus
können
die mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2,
die an einer „Cluster" genannten Spiegelgruppe
befestigt sind, welche eine Zusammenfassung mehrerer Segmentspiegel 18 ist,
an die erste Stufe des Verteilerrohrs 19 angeschlossen
sein, oder es können
alle jeweiligen, mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 aller
Segmentspiegel 18, aus denen sich die optische Vorrichtung
zusammensetzt, als eine Gruppe an die erste Stufe des Verteilerrohrs 19 angeschlossen
sein. Auf diese Weise können
verschiedene Aufbauformen für
das Anschlussverhältnis
der Verteilerrohre 19, der Fluidrohre 3 und der
mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 erdacht
und jeder Aufbau übernommen
werden, sofern dieser den Fluiddruck, der von einer Fluiddruck-Regeleinheit 23 geregelt
wird, welche später
noch beschrieben wird, über
die Verteilerrohre 19 und die Fluidrohre 3 an
die mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 übertragen
kann. Bezugszahl 20 bezeichnet ein aus Metall o. dgl. bestehendes
Gewicht, und der Boden des Gewichts 20 ist über die
unter Fluiddruck stehende Halterungseinrichtung 2 an der
Spiegelzelle 6 befestigt. Diese mit Fluiddruck betriebene
Halterungseinrichtung 2 ist derart mit dem Verteilerrohr 19 verbunden,
dass ihr Versorgungsdruck gleich dem Versorgungsdruck der mit Fluiddruck
betriebenen Halterungseinrichtung 2 wird, die den anderen
Segmentspiegel 18 haltert. Darüber hinaus werden das Gewicht 20 und
der Bereich der Grenzfläche
der mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtung 2,
welche an den Boden des Gewichts 20 angeschlossen ist,
so eingestellt, dass der Versorgungsdruck gleich dem Versorgungsdruck
der anderen mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtung 2 wird.
Bezugszahl 21 bezeichnet eine Skala, welche angrenzend
an das Gewicht 20 ist und von der Spiegelzelle 6 gehaltert
wird, und eine Position des Gewichts 20 kann in der axialen
Richtung von der Skala 21 abgelesen werden. Bezugszahl 22 bezeichnet
eine Positionsdatensignalleitung für die Position des Gewichts 20,
die von der Skala 21 abgelesen werden kann; 23 bezeichnet eine
Fluiddruck-Regeleinheit, die über
die Positionsdatensignalleitung an die Skala 21 angeschlossen
ist; 24 bezeichnet ein Fluidabgaberohr, das an das Verteilerrohr 19 angeschlossen
ist; 25 bezeichnet ein Fluidabgabeventil, das im Pfad des
Fluidabgaberohrs 24 vorgesehen ist; 26 bezeichnet
ein Fluidzufuhrrohr, das an das Verteilerrohr 9 angeschlossen
ist, 27 bezeichnet ein Fluidzufuhrventil im Pfad des Fluidzufuhrrohrs; 28 bezeichnet
einen Kompressor, der über
das Fluidzufuhrrohr 26 an das Verteilerrohr 19 angeschlossen
ist; 29 bezeichnet eine Fluidabgabesteuersignalleitung
zum Übertragen
des Betriebssteuerungssignal des Fluidabgabeventils 25 von
der Fluiddruck-Regeleinheit 23 an das Fluidabgabeventil 25;
und 30 bezeichnet eine Fluidzufuhrsteuersignalleitung zum Übertragen
des Betriebssteuerungssignals des Fluidzufuhrventils 27 von
der Fluiddruck-Regeleinheit 23 an das Fluidzufuhrventil 27.
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Als
Nächstes
wird der Betrieb der Spiegelhalterungseinrichtung und der diese
verwendende optische Vorrichtung mit Bezug auf 3 beschrieben.
In der aus den Segmentspiegeln 18 etc. bestehenden optischen Vorrichtung
wird ein Höhenwinkel
verändert.
In diesem Fall wird, wie auch in Ausführungsform 1 beschrieben, auch
der Versorgungsdruck der mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtung 2,
d.h. die Sinuskomponente des Eigengewichts des Segmentspiegels 18 verändert. Um
die Position in der axialen Richtung des Segmentspiegels 18 im
Hinblick auf die Spiegelzelle 6 in einer vorbestimmten
Position zu halten, ist in Ausführungsform 2
eine Einrichtung zum Regeln des Versorgungsdrucks vorgesehen. Beträgt beispielsweise
der Höhenwinkel 17 90
Grad, d.h., der Segmentspiegel 18 ist dem Zenith zugewandt,
wird das Fluidabgabeventil 25 geschlossen, das Fluidzufuhrventil 27 geöffnet und
der Kompressor 28 angelassen, um alle mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 mit
Versorgungsdruck zu beaufschlagen, damit alle Segmentspiegel 18 in
Sollpositionen bewegt werden, und dann wird das Fluidzufuhrventil 27 sowie
das Fluidabgabeventil 25 vollständig geschlossen. Mit diesem
Vorgang werden die Positionen der Segmentspiegel 18 auf
eine Position eingestellt, die auf der Skala 21 des Gewichts 20 gezeigt
ist (Zustand, in dem eine Referenzposition eingestellt wird), und diese
Position auf der Skala 21 wird in der Fluiddruck-Regeleinheit 23 als
Referenzwert gespeichert. Wenn als Nächstes der Höhenwinkel 17 verändert wird,
wird die Sinuskomponente des Eigengewichts des Segmentspiegels 18 kleiner,
und von daher wird in dem Zustand, in dem das Fluidabgabeventil 25 und
das Fluidzufuhrventil 27 vollständig geschlossen sind, der
Versorgungsdruck übermäßig, und
somit wird der Segmentspiegel 18 in der axialen Richtung
nach oben verschoben. Dabei verändert
sich ein von der Skala 21 ausgegebenes Positionssignal
und ruft einen Unterschied zwischen dem Positionssignal und dem
in der Fluiddruck-Regeleinheit 23 gespeicherten Referenzwert
hervor. Das Fluidabgabeventil 25 bzw. das Fluidzufuhrventil 27 wird
dann auf eine Weise geöffnet
oder geschlossen, dass dieser Unterschied aufgehoben wird, um den
Versorgungsdruck einzustellen, wodurch die Position des Segmentspiegels 18 in
der axialen Richtung ungeachtet einer Veränderung beim Höhenwinkel 17 auf
dem Referenzwert gehalten werden kann.
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Was
die Starrkörperpositionssteuerung
des Segmentspiegels 18 unter Verwendung der elektromagnetisch
anziehenden Stellglieder 5 anbelangt, kann dieselbe Verfahrensweise
eingesetzt werden, wie in Ausführungsform
1 beschrieben wurde. Das heißt,
die jeweiligen elektromagnetisch anziehenden Stellglieder 5 werden
von den Lageregelkreisen 11 angesteuert, die in den jeweiligen
elektromagnetisch anziehenden Stellgliedern 5 vorgesehen
sind, um Höhen
in der axialen Richtung an den Halterungspunkten zu regeln, an denen die
Segmentspiegel 18 jeweils von den elektromagnetisch anziehenden
Stellgliedern 5 gehaltert werden. Bei der aus den Segmentspiegeln 18 etc.
bestehenden optischen Vorrichtung sind sie insbesondere für die Regelung
der Höhen
von Spiegelflächen
und die Regelung eines durch die mehreren Segmentspiegel 18 hervorgerufenen
Höhenunterschieds
in der axialen Richtung zwischen den jeweiligen Segmentspiegeln 18 wichtig.
Beispielsweise kann das folgende System angedacht werden: die Wellenfrontform
der Spiegelfläche,
die durch die Gesamtheit der Segmentspiegel 18 gebildet
wird, wird durch verschiedene Wellenfrontmessverfahren erfasst,
um die Abweichungspositionen und -beträge der Segmentspiegel 18 herauszufinden,
die von einer idealen Spiegelfläche
(extra dazu ausgelegten Spiegelfläche) abweichen; und die elektromagnetisch
anziehenden Stellglieder 5 werden auf der Basis dieser
Abweichungspositionen und -beträge
gesteuert. Darüber
hinaus kann, wenn die mit Fluiddruck betriebene Halterungseinrichtung 2 im
elektromagnetisch anziehenden Stellglied 5 dazu verwendet
wird, um das elektromagnetisch anziehenden Stellglied 5 mit
Druck zu beaufschlagen, der Vorgang auf dieselbe Weise erfolgen
wie in Ausführungsform
1.
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Wie
vorstehend beschrieben, besteht bei der aus den Segmentspiegeln 18 bestehenden
optischen Einrichtung die Spiegelhalterungseinrichtung in der axialen
Richtung aus einer Kombination aus mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 und
elektromagnetisch anziehenden Stellgliedern 5. Deshalb
ist es möglich,
die Positionssteuerung der Spiegelfläche in einer großen Bandbreite
vorzunehmen und Kosten zu senken, und darüber hinaus ist es möglich, die
Segmentspiegel 18 selbst dann in den vorbestimmten Positionen
zu halten, wenn die Leistung der elektromagnetisch anziehenden Stellglieder 5 abgeschaltet
ist.
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Ausführungsform 3
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Bei
dem in Ausführungsform
1 beschriebenen elektromagnetisch anziehenden Stellglied 5 kann
das angetriebene Teil 8 außerhalb des Gehäuses 10 vorgesehen
sein. 4 ist ein Aufbauschema einer Spiegelhalterungseinrichtung
nach Ausführungsform
3 der vorliegenden Erfindung. In Ausführungsform 1 ist das angetriebene
Teil 8 der Bodenfläche
des Elektromagneten 9 im Gehäuse des elektromagnetisch anziehenden Stellglieds 5 entgegengesetzt
angeordnet, in Ausführungsform
3 aber ist das angetriebene Teil 8 in einer Position der
oberen Fläche
des Elektromagneten 9 entgegengesetzt angeordnet. Die Stange 7,
welche mit dem Spiegel 1 verbunden ist, ist mit dem angetriebenen
Teil 8 versehen, und der Elektromagnet 9 ist dem
angetriebenen Teil 8 entgegengesetzt und unter diesem angeordnet.
Der Elektromagnet 9 wird vom Gehäuse 10 gehalten, und
das Gehäuse 10 ist
an der Spiegelzelle 6 befestigt. Der Spaltsensor 12 ist
zwischen dem angetriebenen Teil 8 und der feststehenden
Seite, also dem Gehäuse 10 und
dem Elektromagneten 9 vorgesehen. Darüber hinaus ist das angetriebene
Teil 8 durch die Mitte des Elektromagneten 9 hindurchgeführt, um
von der durch Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtung 2 gehaltert
zu werden, welche mit der Bodenfläche des Gehäuses 10 verbunden
ist. Hier in 4 sind Teile, die mit denselben
Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet sind, Teile, die
gleichwertig denjenigen von 1 sind oder
diesen entsprechen.
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Die
in 4 gezeigte Spiegelhalterungseinrichtung wird auf
dieselbe Weise betrieben wie die mit Bezug. auf 1 in
Ausführungsform
1 beschriebene Spiegelhalterungseinrichtung, und von daher unterbleibt hier
ihre weitere Beschreibung. Da die Spiegelhalterungseinrichtung genauso
aufgebaut ist wie vorstehend beschrieben, kann der Spalt zwischen
dem angetriebenen Teil 8 und dem Elektromagneten 9 direkt
beobachtet werden, und so ist es möglich, einen Ausfall bei den
elektromagnetisch anziehenden Stellgliedern 5 schnell aufzudecken
und somit die Wartungsfreundlichkeit zu verbessern.
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Ausführungsform 4
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5 ist
ein Aufbauschema einer Spiegelhalterungseinrichtung und einer diese
verwendende optische Einrichtung nach Ausführungsform 4 der vorliegenden
Erfindung. Im Verfahren zum Anschließen der Fluidrohre 3 an
die mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2,
welches in Ausführungsform
2 aufgezeigt ist, ist das Verteilerrohr 19 für jeden
Segmentspiegel 18 vorgesehen, und die Fluidrohre 3 sind
von diesem Verteilerrohr 19 aus an die jeweiligen mit Fluiddruck
betriebenen Halterungseinrichtungen 2 angeschlossen, die
am Segmentspiegel 18 angebracht sind. In Ausführungsform
4 sind, wie in 5 gezeigt, die Fluidrohre 3 so
an die mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 angeschlossen,
dass alle mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 miteinander
in Verbindung stehen, und das Verteilerrohr 19 ist durch
ein Fluidrohr 3 an einen Fluidpfad angeschlossen, der von
diesen mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 und
Fluidrohren 3 gebildet ist.
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In
Ausführungsform
4 sind die jeweiligen benachbarten, mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtungen 2 so
miteinander verbunden, dass eine Gesamtlänge der Fluidrohre 3 kurz
ausgelegt werden kann. Es erübrigt
sich zu erwähnen,
das auch eine Kombination von Ausführungsform 2 und Ausführungsform
4 möglich ist.
Beispielsweise kann der folgende Aufbau angedacht werden: die Fluidrohre 3 sind
derart angeschlossen, dass mehrere mit Fluiddruck betriebene Halterungseinrichtungen 2 zum
Haltern eines Segmentspiegels 18 miteinander in Verbindung
stehen, um einen Fluidpfad für
jeden Segmentspiegel 18 zu bilden; und ein Verteilerrohr 19 ist
durch die Fluidrohre 3 an die jeweiligen Fluidpfade angeschlossen.
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Der
vorstehend beschriebene Aufbau kann die Längen der Fluidrohre 3 reduzieren
und somit Kosten senken. Darüber
hinaus können
die Anschlusspunkte der Fluidrohre 3 insgesamt reduziert
und Anschlussfehler reduziert werden, wodurch die Montage- und Wartungsfreundlichkeit
verbessert wird.
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Ausführungsform 5
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Während die
mit Fluiddruck betriebene Halterungseinrichtung 2 in dem
in Ausführungsform
1 bis Ausführungsform
4 beschriebenen elektromagnetisch anziehenden Stellglied 5 vorgesehen
ist, verwendet Ausführungsform
5 jedoch einen Aufbau, bei dem die mit Fluiddruck betriebene Halterungseinrichtung 2 nicht
im elektromagnetisch anziehenden Stellglied 5 vorgesehen
ist. 6 ist ein Aufbauschema einer Spiegelhalterungseinrichtung
nach Ausführungsform
5 der vorliegenden Erfindung. In 6 besteht
das elektromagnetisch anziehende Stellglied 5 aus der Stange 7,
die mit dem Spiegel 1 verbunden ist, dem angetriebenen
Teil 8, das an dieser Stange 7 angebracht ist,
dem Elektromagneten 9, der dem angetriebenen Teil 8 entgegengesetzt vorgesehen
ist, und dem Gehäuse 10,
das den Elektromagneten 9 enthält und an der Spiegelzelle 6 befestigt ist,
und von daher nicht mit der mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtung
versehen ist. Dabei zeigen Teile in 6, welche
mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind wie in 2,
Teile, die zu Teilen in 2 gleichwertig sind oder diesen
entsprechen.
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Bei
dem Aufbau der Spiegelhalterungseinrichtung nach dieser Ausführungsform
5, die sich von Ausführungsform
1 bis Ausführungsform
4 unterscheidet, ist es unmöglich,
eine lokale Verformung zu verhindern, die vom Eigengewicht des Spiegels 1 angrenzend
an das elektromagnetisch anziehende Stellglied 5 durch
die im elektromagnetisch anziehenden Stellglied 5 vorgesehene,
mit Fluiddruck betriebene Halterungseinrichtung 2 hervorgerufen
wird. Wird jedoch der durch das Eigengewicht nahe am elektromagnetisch
anziehenden Stellglied 5 verursachte Verformungsbetrag
auf unter einen zulässigen
Wert reduziert, indem die Anordnungszwischenräume der mit Fluiddruck betriebenen
Halterungseinrichtungen 2 nahe am elektromagnetisch anziehenden
Stellglied 5 verengt werden, kann die Spiegelhalterungseinrichtung
einen Aufbau haben, bei dem die mit Fluiddruck betriebene Halterungseinrichtung 2 nicht
im elektromagnetisch anziehenden Stellglied 5 vorgesehen
werden muss. Hier wird die in 6 gezeigte
Spiegelhalterungseinrichtung auf dieselbe Weise betrieben wie die
in Ausführungsform
1 bis Ausführungsform
4 beschriebene Spiegelhalterungseinrichtung, und von daher unterbleibt
ihre weitere Beschreibung. Da jedoch das elektromagnetisch anziehende
Stellglied 5 über
keine darin vorgesehene, mit Fluiddruck betriebene Halterungseinrichtungen 2 verfügt, wird
die Position in der axialen Richtung des Spiegels 1 nahe
dem elektromagnetisch anziehenden Stellglied 5 durch eine
elektromagnetische Kraft eingestellt, die zwischen dem Elektromagneten 9 und
dem angetriebenen Teil 8 entsteht.
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Da
die Spiegelhalterungseinrichtung auf die vorstehend beschriebene
Weise aufgebaut ist, ist es möglich,
den Spalt zwischen dem angetriebenen Teil 8 und dem Elektromagneten 9 direkt
zu beobachten und von daher schnell einen Ausfall beim elektromagnetisch
anziehenden Stellglied 5 aufzudecken und somit die Wartungsfreundlichkeit
zu verbessern. Da darüber
hinaus die mit Fluiddruck betriebene Halterungseinrichtung 2 nicht
im elektromagnetisch anziehenden Stellglied 5 vorgesehen
ist, ist es möglich,
die Anzahl an Bestandteilen zu reduzieren und somit Kosten zu senken.
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Ausführungsform 6
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Während die
in Ausführungsform
1 bis Ausführungsform
4 beschriebene, mit Fluiddruck betriebene Halterungseinrichtung
2 im elektromagnetisch anziehenden Stellglied 5 vorgesehen
ist und Ausführungsform 5
einen Aufbau verwendet, bei dem die mit Fluiddruck betriebene Halterungseinrichtung 2 nicht
im elektromagnetisch anziehenden Stellglied 5 vorgesehen
ist, wird in Ausführungsform
6 ein Fall beschrieben, bei dem das elektromagnetisch anziehende
Stellglied 5 mit Druck beaufschlagt wird, um das angetriebene
Teil 8 nach oben und unten zu bewegen, und bei dem ein
Elektromagnet in der vertikalen Richtung des angetriebenen Teils
angebracht ist, um das angetriebene Teil 8 nach oben und
unten zu bewegen. 7 ist ein Aufbauschema
eines elektromagnetisch anziehenden Stellglieds, das in einer Spiegelhalterungseinrichtung
nach Ausführungsform 6
der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Das in dieser 7 gezeigte elektromagnetisch anziehende Stellglied 5 kann
anstelle des in 1 bis 6 gezeigten
elektromagnetisch anziehenden Stellglieds 5 vorgesehen
werden.
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7(a) zeigt einen Fall, bei dem das elektromagnetisch
anziehende Stellglied 5 mit Druck beaufschlagt wird. In 7(a) bezeichnet Bezugszahl 31 ein elastisches
Teil, um die Stange 7 oder das angetriebene Teil 8 mit
Druck zu beaufschlagen, und es kann beispielsweise ein elastisches
Material wie Kautschuk oder eine Feder als elastisches Teil verwendet
werden. Ein Strom wird durch den Elektromagneten 9 geschickt,
um der Druckbeaufschlagung entgegenzuwirken und dadurch die Referenzposition
in der axialen Richtung des elektromagnetisch anziehenden Stellglieds 5 einzustellen.
Falls das in 1 bis 6 gezeigte
elektromagnetisch anziehende Stellglied 5 durch das in
dieser 7(a) gezeigte elektromagnetisch
anziehende Stellglied 5 ersetzt ist, befindet sich der
Spiegel 1 oder der Segmentspiegel 18 im Grunde
in einem Zustand, in dem er von der mit Fluiddruck betriebenen Halterungseinrichtung 2 getragen
wird, und wenn der Spiegel 1 oder Segmentspiegel 18 aus
diesem Zustand durch seine Neigung oder eine Störgröße verformt wird, wird die
Menge des durch den Elektromagneten 9 geschickten Stroms
so gesteuert, dass sie zu- oder abnimmt, um die Stange 7 des elektromagnetisch
anziehenden Stellglieds 5 nach oben oder unten zu bewegen,
damit der Spiegel 1 oder Segmentspiegel 18 in
eine Sollposition gebracht wird. Durch diesen Aufbau kann der Aufbau
der Spiegelhalterungseinrichtung vereinfacht und von daher die Anzahl
ihrer Bestandteile gesenkt werden.
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7(b) zeigt das elektromagnetisch anziehende Stellglied
5,
bei dem die Elektromagneten
9 über und unter dem angetriebenen
Teil
8 vorgesehen sind. In
7(b) bezeichnet
Bezugszahl
32 ein Paar von Elektromagneten, welche über und
unter dem angetriebenen Teil
8 und dem angetriebenen Teil
8 entgegengesetzt vorgesehen
sind. Wird das in
1 bis
6 gezeigte
elektromagnetisch anziehende Stellglied
5 durch das in
dieser
7(b) gezeigte elektromagnetisch
anziehende Stellglied
5 ersetzt, befindet sich der Spiegel
1 oder Segmentspiegel
18 im
Grunde in einem Zustand, in dem er von der mit Fluiddruck betriebenen
Halterungseinrichtung
2 getragen wird, und wenn sich der
Spiegel
1 oder Segmentspiegel
18 aus diesem Zustand
durch seine Neigung oder eine Störgröße verformt,
erfolgt eine geeignete Durchflussregelung eines Stroms durch die oberen
und unteren Elektromagnete
9, um die Stange
7 des
elektromagnetisch anziehenden Stellglieds
5 nach oben oder
unten zu bewegen, damit der Spiegel
1 oder Segmentspiegel
18 in
die Sollposition gebracht wird. Bei diesem Aufbau muss das elektromagnetisch
anziehende Stellglied
5 nur dann mit Strom versorgt werden, wenn
der Spiegel
1 oder Segmentspiegel
18 sich verformt,
und braucht nicht dauernd mit Strom versorgt zu werden, wodurch
die Wärmemenge,
die im elektromagnetisch anziehenden Stellglied
5 entsteht,
reduziert werden kann. BEZUGSZEICHENLISTE
