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Die
Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zum Positionieren
von optischen Elementen in einem optischen Gerät. Insbesondere
betrifft die Erfindung eine Einrichtung mit einer Scheibe, an der
die optischen Elemente gehalten sind und die um eine Drehachse drehbar
ist, um die optischen Elemente einzeln in einer Wirkstellung zu
positionieren, einer Antriebsvorrichtung zum Drehen der Scheibe,
einer Erfassungsvorrichtung zum Erfassen der Drehstellung der Scheibe,
einem Einrastelement, das mit mehreren an der Scheibe ausgebildeten, längs
deren Umfang angeordneten Rastkerben jeweils in rastenden Eingriff
bringbar ist, einem elastischen Vorspannelement, welches das Einrastelement
auf die Scheibe drückt, und einer Steuerung, welche die
Antriebsvorrichtung in Abhängigkeit der erfassten Drehstellung
der Scheibe ansteuert, die Scheibe in eine gewünschte Drehstellung
zu drehen, in der das Einrastelement durch die von dem Vorspannelement
ausgeübte Andruckkraft in rastenden Eingriff mit einer
der Rastkerben gebracht ist.
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Aus
dem Stand der Technik sind Einrichtungen bekannt, die dazu dienen,
in einem optischen Gerät wahlweise eines von mehreren optischen
Elementen in eine Stellung zu bringen, in der das Element optisch
wirksam ist. Solche Einrichtungen dienen beispielsweise dazu, in
einem Mikroskop eines von mehreren Objektiven, die unterschiedliche
optische Kenngrößen aufweisen, in eine Wirkstellung
innerhalb eines Beobachtungsstrahlengangs zu schwenken. Sie werden üblicherweise
auch als Objektivrevolver bezeichnet.
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Die
zu positionierenden optischen Elemente sind bei einer Einrichtung
vorstehend genannter Art an einer drehbaren Scheibe gehalten. Die
Scheibe hat eine Lauffläche, die sich längs des
Scheibenumfangs erstreckt und mehrere Rastkerben aufweist. In die
Rastkerben kann ein Rastelement, relativ zu dem die Scheibe gedreht
wird, einrasten, um die Scheibe in der gewünschten Drehstellung
und damit das ausgewählte Objektiv in der Wirkstellung
zu arretieren.
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Als
Rastelement wird häufig eine an einer Rastfeder angebrachte
Kugel verwendet. Die Rastfeder drückt die Kugel auf die
Lauffläche der Scheibe. Wird die Scheibe mittels eines
Antriebsmotors gedreht, so bewegt sich die Kugel auf der Lauffläche. Wird
die Scheibe in einer gewünschten Drehstellung angehalten,
in der die Kugel auf eine der Rastkerben ausgerichtet ist, so drückt
die Rastfeder die Kugel in die Rastkerbe, wodurch die Scheibe in
der gewünschten Drehstellung arretiert wird.
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Indem
die auf die Scheibe vorgespannte Kugel entlang der Lauffläche
bewegt wird, wird Letztere mit der Zeit abgenutzt. Eine solche Abnutzung
tritt vor allem im Bereich der Rastkerben auf, in die die Kugel einrastet.
Dies gilt insbesondere dann, wenn die Kugel beim Drehen der Scheibe
mit hoher Geschwindigkeit über eine solche Rastkerbe hinweg
bewegt wird. Hier kommt es zu stoßartigen Beanspruchungen
der Kerbenflanken, wenn die in die jeweilige Rastkerbe eintretende
Kugel auf die der Bewegungsrichtung entgegen gerichtete Kerbenflanke
trifft. Auch die Kugel selbst verschleißt durch diese mechanischen
Beanspruchungen.
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Um
einer Abnutzung insbesondere der Lauffläche entgegen zu
wirken, kann anstelle einer Kugel ein Wälzlager, insbesondere
eine Kugellager, verwendet werden, das einen über Wälzkörper
drehbar gelagerten äußeren Ring aufweist, der
auf der Lauffläche abrollt. Bei dieser Lösung
wird zwar die Lauffläche geschont, jedoch wird auch hier
das Wälzlager stark beansprucht, wenn es über
die Rastkerben läuft. Einem Dauerbetrieb mit möglichst
einigen Millionen Schaltzyklen hält das Wälzlager
in der vorstehend beschriebenen Verwendung erfahrungsgemäß nicht
stand.
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Zum
Stand der Technik wird ferner auf die
JP 2003-090960 A verwiesen.
Dort ist ein Objektivrevolver beschrieben, bei dem eine an einer
Rastfeder angebrachte Kugel von einem Motor in eine auf einer Lauffläche
ausgebildete Rastkerbe gedrückt wird, wenn die die Objektive
haltende Scheibe die gewünschte Drehstellung erreicht hat.
Dadurch wird die Lauffläche geschont. Nachteilig an dieser
Lösung ist jedoch, dass die von dem Motor ausgeübte
Andruckkraft, mit der die Kugel in die Rastkerbe gedrückt wird, über
eine große Zahl an Schaltzyklen präzise konstant
gehalten werden muss, um zum Einen eine zuverlässige Arretierung
der Scheibe in der gewünschten Drehstellung zu gewährleisten
und zum Anderen eine zu starke mechanische Beanspruchung der Kugel
und der die Kugel aufnehmenden Rastkerbe zu vermeiden. Außerdem
muss der Motor besonders schnell arbeiten, um bei hohen Drehgeschwindigkeiten
der Scheibe seine Arretierungsfunktion zuverlässig zu erfüllen.
Dies lässt sich, wenn überhaupt, nur mit einem
technisch aufwendigen und damit kostspieligen Motor erreichen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Einrichtung eingangs genannter Art zum
Positionieren von optischen Elementen in einem optischen Gerät
so weiterzubilden, dass eine positionsgenaue Arretierung der die
optischen Elemente haltenden Scheibe unter Verwendung einfacher
und kostengünstiger Komponenten verschleißarm
im Dauerbetrieb möglich ist.
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Die
Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Lösevorrichtung,
die durch die Steuerung in Abhängigkeit der erfassten Drehstellung
der Scheibe ansteuerbar ist, das Einrastelement entgegen der von dem
elastischen Vorspannelement ausgeübten Andruckkraft von
der Scheibe zu lösen.
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Die
Erfindung sieht vor, das Einrastelement auf die Scheibe vorzuspannen
und dann bei Bedarf entgegen der von dem elastischen Vorspannelement ausgeübten
Andruckkraft von der Scheibe abzuheben, um die Scheibe freizugeben.
Im arretierten Zustand der Scheibe drückt also das Vorspannelement das
Einrastelement, das beispielsweise als Kugel oder Wälzlager,
insbesondere Kugellager, ausgebildet ist, in eine der Rastkerben.
Die dabei ausgeübte Andruckkraft ist allein durch die mechanischen
Eigenschaften des Vorspannelementes, beispielsweise einer Blattfeder,
bestimmt. Dadurch ist sichergestellt, dass die für einen
zuverlässigen und positionsgenauen Betrieb der Einrichtung
benötigte Andruckkraft im Dauerbetrieb präzise
konstant gehalten ist. Nachteilige Schwankungen in der ausgeübten
Andruckkraft, die eine zuverlässige Arretierung der Scheibe
in der gewünschten Drehstellung erschweren oder aber – im
Falle einer zu großen Andruckkraft – eine Beschädigung
des Einrastelementes oder der Rastkerben verursachen könnten,
werden somit zuverlässig vermieden.
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Bei
der erfindungsgemäßen Einrichtung wird das Einrastelement
entgegen der von dem elastischen Vorspannelement ausgeübten
Andruckkraft von der Scheibe abgehoben, wenn die Scheibe gedreht
werden soll. Im Unterschied zu den eingangs beschriebenen herkömmlichen
Einrichtungen, bei denen das Einrastelement auf der Lauffläche
der rotierenden Scheibe bewegt wird, sind bei der erfindungsgemäßen
Einrichtung das Einrastelement und die rotierende Scheibe in der
Regel voneinander getrennt. Es kommt also während des Drehens
der Scheibe zu keiner mechanischen Beanspruchung des Einrastelementes,
der Lauffläche sowie der darin ausgebildeten Rastkerben.
Der mechanische Verschleiß der besagten Komponenten wird
dadurch minimiert, so dass die Lebensdauer der Einrichtung, gemessen
an den vorgenommenen Schaltzyklen, deutlich erhöht werden
kann.
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Bei
der erfindungsgemäßen Einrichtung hat die Lösevorrichtung
lediglich dafür zu sorgen, das elastische Vorspannelement
außer Kraft zu setzten, wenn die Scheibe zur Positionierung
eines der optischen Elemente gedreht wird. Diese Deaktivierungsfunktion
der Lösevorrichtung ist ohne großen technischen
Aufwand realisierbar. So muss lediglich dafür gesorgt werden,
dass die von dem elastischen Vorspannelement ausgeübte
Andruckkraft bei Bedarf nicht mehr auf das Einrastelement wirkt.
Insbesondere ist es nicht erforderlich, die Lösevorrichtung
präzise daraufhin auszulegen, der von dem Vorspannelement
ausgeübten Andruckkraft eine ganz bestimmte Gegenkraft
entgegen zu setzten, sofern sichergestellt ist, dass das Vorspannelement
jedenfalls keine Andruckkraft mehr auf das Einrastelement ausübt.
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In
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Einrastelement als Wälzlager,
insbesondere Kugellager, ausgebildet, das eine feststehende innere
Achse, einen drehbaren äußeren Ring und mehrere
zwischen der feststehenden Achse und dem drehbaren Ring angeordnete
Wälzkörper umfasst. Durch den drehbar gelagerten
Ring ist sichergestellt, dass das Wälzlager, wenn es im
Bereich einer Rastkerbe auf die Scheibe gedrückt wird,
reibungsarm gleichsam in die Rastkerbe hineinrollt, selbst wenn
es nicht ganz präzise auf die Rastkerbe ausgerichtet ist,
sondern beispielsweise zunächst am Rand der Kerbe zur Auflage
kommt.
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Vorzugsweise
ist das Einrastelement fest an dem Vorspannelement angebracht. Das
Einrastelement kann dann einfach dadurch von der Scheibe gelöst
werden, dass die Lösevorrichtung auf das elastische Vorspannelement,
an dem das Einrastelement angebracht ist, einwirkt.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Lösevorrichtung
einen Motor mit einer um eine Rotationsachse drehenden Motorwelle,
die einen aus der Rotationsachse exzentrisch versetzten Wellenabschnitt
aufweist, der bei Drehen der Motorwelle eine Bahn beschreibt, auf
deren einem Teil der Wellenabschnitt in Anlage mit dem Vorspannelement kommt
und dadurch das an dem Vorspannelement angebrachte Einrastelement
von der Scheibe löst, während der Wellenabschnitt
auf dem übrigen Teil seiner Bahn von dem Vorspannelement
beabstandet ist. Durch die beiden genannten Teile der von dem exzentrisch
versetzten Wellenabschnitt durchlaufenen Bahn sind zwei Betriebszustände
definiert, nämlich ein erster Betriebszustand, in dem der
Wellenabschnitt das Vorspannelement von der Scheibe abhebt und die
Scheibe frei rotiert, und ein zweiter Betriebszustand, in dem der
Wellenabschnitt nicht auf das Vorspannelement einwirkt und das Einrastelement
von dem Vorspannelement auf die Scheibe, d. h. in der Regel in eine
der Rastkerben, gedrückt wird.
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In
einer bevorzugten Weiterbildung ist an dem aus der Rotationsachse
exzentrisch versetzten Wellenabschnitt ein Zapfen, der eine Fläche
zur Anlage an das Vorspannelement aufweist, frei drehbar gelagert.
Bei dieser Ausgestaltung greift die Anlagefläche beispielsweise
von unten her an der Unterseite des Vorspannelementes an und hebt
dieses nach oben hin von der Scheibe ab. Durch die drehbare Lagerung
des Zapfens an dem exzentrisch versetzten Wellenabschnitt bleibt
die Anlagefläche des Zapfens während des Abhebevorgangs
ständig in Kontakt mit der Unterseite des Vorspannelementes.
Dies ermöglicht ein zuverlässiges Abheben des
Vorspannelementes.
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Vorzugsweise
hat die Scheibe längs ihres Umfangs eine Lauffläche,
auf der die Rastkerben ausgebildet sind, wobei das durch das Vorspannelement
auf die Scheibe gedrückte Einrastelement bei Drehen der
Scheibe auf der Lauffläche bewegt wird. Diese Ausgestaltung
ist bei einem Funktionsausfall der Lösevorrichtung von
Vorteil. Bei einem solchen Ausfall kann der von dem Vorspannelement
auf das Einrastelement ausgeübten Andruckkraft nicht entgegengewirkt
werden. Das Einrastelement bleibt also auf die Scheibe gedrückt.
Wird die Scheibe in diesem Zustand gedreht, um eines der optischen
Elemente in der Wirkstellung zu positionieren, so kann dann das Einrastelement,
insbesondere wenn es als Wälz- bzw. Kugellager ausgebildet
ist, noch vergleichsweise reibungsarm auf der Lauffläche
bewegt werden. Die Einrichtung kann also in dieser Ausgestaltung auch
noch bei einem Ausfall der Lösevorrichtung zuverlässig
betrieben werden.
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Vorzugsweise
bildet die Einrichtung einen Objektivrevolver zum Positionieren
von Objektiven in einem Mikroskop. Die Erfindung ist jedoch nicht
auf diese Verwendung beschränkt. Sie kann beispielsweise
auch dazu genutzt werden, in einem optischen Gerät wie
einem Mikroskop andere optische Elemente, z. B. Filterblöcke,
zu positionieren.
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Die
Erfindung sieht ferner ein Verfahren zum Positionieren von optischen
Elementen in einem optischen Gerät vor.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Darin zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung einer Mikroskopeinrichtung, die einen Objektivrevolver nach
einem ersten Ausführungsbeispiel aufweist, wobei sich der
Objektivrevolver in einem nicht eingerasteten Zustand befindet;
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2 eine
schematische Darstellung der Mikroskopeinrichtung nach 1,
wobei sich der Objektivrevolver in einem eingerasteten Zustand befindet;
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3 eine
schematische Darstellung eines Teils des Objektivrevolvers mit angehobener
Rastkugel;
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4 eine
schematische Darstellung eines Teils des Objektivrevolvers mit eingerasteter
Rastkugel;
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5 eine
Detailansicht eines Teils eines Objektivrevolvers nach einem zweiten
Ausführungsbeispiel, bei dem anstelle einer Rastkugel ein
Kugellager vorgesehen ist;
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6 eine
Detailansicht eines Teils des Objektivrevolvers nach zweitem Ausführungsbeispiel mit
eingerastetem Kugellager; und
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7 eine
Detailansicht eines Teils des Objektivrevolvers nach zweitem Ausführungsbeispiel mit
angehobenem Kugellager.
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden
unter Bezugnahme auf die 1 und 4 beschrieben.
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In
den 1 und 2 ist eine Mikroskopeinrichtung 10 gezeigt,
die ein Durchlicht-/Auflichtmikroskop 12, einen Computer 14 als
Steuerung und einen Monitor 16 umfasst. Das Mikroskop 12 weist
eine Durchlichtquelle 18 und eine Auflichtquelle 20 auf. Die
Durchlichtquelle 18 gibt Licht auf einen Strahlteiler 22 ab.
Das an dem Strahlteiler 22 reflektierte Licht tritt durch
einen Kondensor 24 und eine Öffnung 26, die
in einem verschiebbaren Tisch 28 ausgebildet ist. Auf dem
Tisch 28 befindet sich eine Probe 30, die mit dem
von der Durchlichtquelle 18 abgegebenen Licht beleuchtet
wird. Der Tisch 28 ist über einen Verstellhebel 32 horizontal
verschiebbar.
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Die
Auflichtquelle 20 sendet Licht durch eine Beleuchtungsoptik 34 auf
einen Strahlteiler 36. Das von der Auflichtquelle 20 abgegebene
Licht wird an dem Strahlteiler 36 in Richtung einer optischen
Achse 38 reflektiert, die eine gemeinsame optische Achse
für den der Durchlichtquelle 18 zugeordneten Beleuchtungsstrahlengang
und den der Auflichtquelle 20 zugeordneten Strahlengang
bildet.
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Wie
in 1 gezeigt, weist das Mikroskop 12 ferner
eine Okulareinheit 40 und eine CCD-Kamera 42 sowie
einen Fokus-Triebknopf 44 auf.
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Das
Mikroskop 12 enthält einen Objektivrevolver, der
in 1 im Allgemeinen mit 50 bezeichnet ist.
Der Objektivrevolver 50 umfasst eine Drehscheibe 52,
die mittels eines Motors 53 um eine Drehachse 54 drehbar
ist und mehrere wahlweise in die optische Achse 38 schwenkbare
Objektive 56, 58 und 59 (teilweise verdeckt)
hält. Das in die optische Achse 38 geschwenkte
Objektiv, das in 1 mit 56 bezeichnet
ist, bildet das wirksame Arbeitsobjektiv. Dieses erzeugt von der
auf dem Tisch 28 liegenden Probe 30 ein Bild,
das durch die Okulareinheit 40 betrachtet und/oder durch
die CCD-Kamera 42 auf dem Monitor 16 zur Anzeige
gebracht werden kann.
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Der
Objektivrevolver 50 ist in 1 in einem nicht
eingerasteten Zustand und in 2 in einem eingerasteten
Zustand gezeigt. Diese Zustände werden im Folgenden genauer
beschrieben.
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Auf
der in 1 oberen Seite der Drehscheibe 52 ist
eine Lauffläche 60 ausgebildet, die längs des
Umfangs der Drehscheibe 52 verläuft. Auf der Lauffläche 60 befinden
sich mehrere Rastkerben 62. Sie sind hier lediglich rein
schematisch als v-förmige Nut dargestellt, wobei diese
Nut nur bei der in der Mitte gezeigten Rastkerbe 62 sichtbar
ist. Die beiden seitlich angeordneten Rastkerben 62 erscheinen
in der Seitenansicht lediglich als Erhebungen. Der Objektivrevolver 50 enthält
ferner ein elastisches Vorspannelement in Form einer Blattfeder 64,
an der ein als Rastkugel 66 ausgebildetes Einrastelement
angebracht ist. Die Rastkugel 66 ist in 1 mittels
des Motors 72 aus der Rastkerbe 62 herausgehoben.
Dabei ist die Blattfeder 64 bis auf Höhe des Motors 72 hochgebogen.
Da der Objektivrevolver 50 sich nicht in einer Rastposition
befindet, ist auch keines der Objektive 56, 58 und 59 in
eine Arbeitsposition auf der optischen Achse 38 eingeschwenkt.
Die Arbeitsposition zeichnet sich dadurch aus, dass die Symmetrieachse,
also die optische Achse, des in der Arbeitsposition befindlichen
Objektives mit der optischen Achse 38 der Mikroskops 10 übereinstimmt.
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In 2 ist
der Objektivrevolver 50 weitergedreht und das Objektiv 56 in
die Arbeitsposition auf der optischen Achse 38 eingeschwenkt.
Das Objektiv 59 ist durch die Drehung der Drehscheibe 52 auf
eine Position hinter dem Objektiv 58 geschwenkt und daher
vollständig von diesem verdeckt. Die Rastkugel 66 ist
in die Rastkerbe 62 eingerastet, da die Blattfeder 64 nicht
mehr mittels des Motors 72 hochgebogen wird. Die Blattfeder 64 erscheint
somit nicht mehr bis auf Höhe des Motors 72 hochgebogen,
sondern nur noch als flache Blattfeder in Seitenansicht. Oberhalb
der Blattfeder 64 ist in dieser Ansicht ein Teil einer
Motorachse 65 sichtbar.
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Die
Anordnung der Blattfeder 64 und der Rastkugel 66 ist
in den 3 und 4, die jeweils eine Frontansicht
eines Teils des in den 1 und 2 dargestellten
Objektivrevolvers 50 zeigen, genauer dargestellt. Dabei
ist die Rastkugel 66 in 3 in angehobener
Stellung und in 4 in eingerasteter Stellung
gezeigt. Dabei befindet sich entsprechend in 3 keines
der Objektive 56, 58 und 59 in einer
Arbeitsposition auf der optischen Achse 38. In 4 jedoch
befindet sich entsprechend der eingerasteten Rastkugel 66 das
Objektiv 56 in einer Arbeitsposition auf der optischen
Achse 38.
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Die
an der Blattfeder 64 angebrachte Rastkugel 66 ist
dafür vorgesehen, wahlweise in eine der Rastkerben 62 einzurasten,
um die Drehscheibe 52 in einer gewünschten Drehstellung
zu arretieren, in der das ausgewählte Arbeitsobjektiv 56 auf
der optischen Achse 38 liegt. Hierzu übt die Blattfeder 64 auf die
Rastkugel 66 eine Andruckkraft aus, mit der die Rastkugel 66 in
die jeweilige Rastkerbe 62 gedrückt wird.
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Wie
in den 3 und 4 gezeigt, weist der Objektivrevolver 50 eine
allgemein mit 70 bezeichnete Lösevorrichtung auf,
die dazu dient, die an einem Stativteil 71 des Mikroskops 10 befestigte Blattfeder 64 von
der Drehscheibe 52 weg anzuheben und damit die an der Blattfeder 64 angebrachte Rastkugel 66 aus
der Rastkerbe 62 zu lösen. Die Lösevorrichtung 70 umfasst
den Motor 72, der eine drehbare Motorwelle 74 aufweist.
Die Motorwelle 74 hat einen Wellenabschnitt 76,
der zur Rotationsachse, um die sich die Motorwelle 74 dreht,
exzentrisch versetzt ist. Dabei sind der Motor 72, die
Motorwelle 74 und der Wellenabschnitt 76 außerhalb
des optischen Strahlengangs, in diesem gezeigten Beispiel also vor
der optischen Achse 38, angeordnet.
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In
dem in 3 gezeigten Zustand liegt der exzentrisch versetzte
Wellenabschnitt 76 der Motorwelle 74 an der Unterseite
der Blattfeder 64 an und drückt letztere entgegen
ihrer elastischen Rückstellkraft nach oben. Dadurch ist
die an der Blattfeder 64 angebrachte Rastkugel 66 aus
der Rastkerbe 62 gelöst. In diesem Zustand ist
also die Drehscheibe 52 nicht arretiert und kann ohne größeren
Widerstand um die Drehachse 54 gedreht werden, um das Arbeitsobjektiv 56 auf
der optischen Achse 38 anzuordnen.
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In 4 ist
ein Zustand gezeigt, in dem die Motorwelle 74 so gedreht
ist, dass sich ihr exzentrisch versetzter Wellenabschnitt 76 in
einem Abstand unterhalb der Blattfeder 64 befindet, d.
h. nicht an der Blattfeder 64 anliegt. In diesem Zustand
wirkt also der exzentrisch versetzte Wellenabschnitt 76 der
von der Blattfeder 64 ausgeübten Andruckkraft
nicht entgegen, so dass die Rastkugel 66 in die Rastkerbe 62 gedrückt
wird. Die Drehscheibe 52 ist in diesem Zustand arretiert,
wobei in dem gezeigten Beispiel das Objektiv 56 in der
Arbeitsposition auf der optischen Achse 38 eingeschwenkt
ist.
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Der
Objektivrevolver 50 wird von dem Computer 14 oder
einer separaten Elektronik angesteuert, um nach Bedarf eines der
an der Drehscheibe 52 gehaltenen Objektive 56, 58 und 59 als
Arbeitsobjektiv auf der optischen Achse 38 zu positionieren.
Hierzu veranlasst die Steuerung 14 den der Drehscheibe 52 zugeordneten
Antriebsmotor 53 in Abhängigkeit der Drehstellung
der Drehscheibe 52, die mittels einer nicht gezeigten Erfassungsvorrichtung
(z. B. mittels einer Codierscheibe) erfasst wird, die Drehscheibe 52 in
die gewünschte Stellung zu drehen. Während die
Drehscheibe 52 gedreht wird, steuert der Computer 14 den
Motor 72 so an, dass der exzentrisch versetzte Wellenabschnitt 76 der
Motorwelle 74 die Blattfeder 64 von der Drehscheibe 52 abgehoben hält,
wie in 3 gezeigt ist.
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Ist
die gewünschte Drehstellung der Drehscheibe 52 erreicht,
so veranlasst die Steuerung 14 den Motor 72, die
Motorwelle 74 so zu drehen, dass sich deren exzentrisch
versetzter Wellenabschnitt 76 von der Blattfeder 64 löst,
so dass die an der Blattfeder 64 angebrachte Rastkugel 66 in
die auf sie ausgerichtete Rastkerbe 62 gedrückt
wird, wie in 4 gezeigt ist. In diesem Zustand
ist die Drehscheibe 52 arretiert. Soll die Drehscheibe 52 aus
ihrem arretierten Zustand heraus weiter gedreht werden, um ein anderes
Arbeitsobjektiv aus der Gruppe der Objektive 56, 58 und 59 auf
der optischen Achse 38 zu positionieren, so steuert der
Computer 14 den Motor 72 wieder an, die Blattfeder 64 durch
Drehen der Motorwelle 74 von der Drehscheibe 52 abzuheben,
um die Rastkugel 66 aus der Rastkerbe 62 zu lösen.
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Bei
der Ansteuerung der Drehbewegung der Drehscheibe 52 mittels
des Antriebsmotors 53 sind in Zusammenspiel mit der Rastkugel 66 und
der Rastkerbe 62 verschiedene Ausgestaltungen möglich.
So kann beispielsweise die Drehscheibe 52 in der gewünschten
Drehstellung abrupt angehalten werden. Dabei wird zur Sicherstellung
einer guten optischen Abbildung durch das eingeschwenkte Objektiv
die gewünschte Drehstellung vorzugsweise auf wenige Mikrometer
genau angefahren.
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Alternativ
kann die Scheibe 52 vor Erreichen der gewünschten
Drehstellung abgebremst werden und das Rastelement 66 bereits
vor dem Einrasten in die Rastkerbe 62 in Kontakt mit der
Lauffläche 60 gebracht werden. Hierzu kann die
Rastkugel 66, wie weiter unten noch genauer erläutert
wird, vorzugsweise durch ein Wälz- oder Kugellager ersetzt
werden, welches reibungsarm auf der Lauffläche 60 abrollt.
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Wenn
die Drehscheibe 52 bis zum Erreichen der Anfangsposition
der Breite der schrägen Flächen der Rastkerbe 62 nahezu
vollständig abgebremst wird, kann die von den schrägen
Flächen gebildete Nut als Fangfläche genutzt werden.
Dabei definiert die Breite der von den schrägen Flächen
gebildeten Nut einen Fangbereich F der Rastkerbe 62 für
das Einrastelement 66. Die Breite des Fangbereichs F liegt
je nach Ausgestaltung der Rastkerbe 62 im Bereich von wenigen
Millimetern.
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5 zeigt
eine Detailansicht eines Teils des Objektivrevolvers 50 nach
einem zweiten Ausführungsbeispiel. Diejenigen Komponenten
des zweiten Ausführungsbeispiels, die denen des ersten
Ausführungsbeispiels entsprechen, sind mit den in dem ersten
Ausführungsbeispiel verwendeten Bezugszeichen versehen.
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Das
zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten
Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Rastkugel 66 durch
ein Kugellager 80 ersetzt ist. Das Kugellager 80 umfasst
eine feststehende innere Achse 82, einen äußeren
Ring 84 sowie mehrere zwischen der inneren Achse 82 und dem äußeren
Rind 84 angeordnete Wälzkörper in Form
von Kugeln 86. Über die Kugeln 86 ist
der äußere Ring 84 um die feststehende
innere Achse 82 drehbar.
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Das
in 5 gezeigte Kugellager 80 hat gegenüber
der Rastkugel 66 den Vorteil, reibungsarm auf der Lauffläche 60 abrollen
zu können, wenn es beim Drehen der Drehscheibe 52 durch
die Blattfeder 64 auf die Lauffläche 60 gedrückt
wird. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Lösevorrichtung 70,
die die Blattfeder 64 während des Drehens der Drehscheibe 52 üblicherweise
von der Drehscheibe 52 abhebt, ausfällt. Bei einem
solchen Ausfall kann dann das Kugellager 80 in der beschriebenen
Weise auf der Lauffläche 60 bewegt werden, so
dass der Objektivrevolver 50 funktionstüchtig
bleibt.
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Die 6 und 7 zeigen
für das zweite Ausführungsbeispiel eine konkrete
Ausgestaltung der Lösevorrichtung 70. In dieser
Ausgestaltung ist an dem exzentrisch versetzten (in den 6 und 7 verdeckten)
Wellenabschnitt des Motors 72 ein Ring 90 frei
drehbar gelagert. Am unteren Teil des Ring 90 steht ein
Zapfen 92 ab, dessen obere Fläche eine Anlagefläche 94 bildet.
Die Anlagefläche 94 ist dazu bestimmt, von unten
her mit der Unterseite der Blattfeder 64 in Kontakt zu
kommen, wenn die Motorwelle 74 gedreht wird, um die Blattfeder 64 von
der Drehscheibe 52 abzuheben.
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6 zeigt
einen Zustand, in dem die Anlagefläche 94 des
Zapfens 92 nicht in Kontakt mit der Blattfeder 64 ist.
Dagegen zeigt 7 einen Zustand, in dem die
Anlagefläche 94 des Zapfens 92 an der Unterseite
der Blattfeder 64 anliegt und diese nach oben biegt, so
dass das Kugellager 80 aus der Rastkerbe 62 gelöst
ist.
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In
den 6 und 7 bezeichnet A die Rotationsachse
der Motorwelle 74, während B die Längsachse
des exzentrisch versetzten Wellenabschnitts angibt. Die Längsachse
B des exzentrisch versetzten Wellenabschnitts liegt in dem Zustand nach 6 unterhalb
und in dem Zustand nach 7 oberhalb der Rotationsachse
A der Motorwelle 74. Da der Ring 90, an dem der
Zapfen 92ausgebildet ist, um die Längsachse B
frei drehbar ist, bleibt die Auflagefläche 94 während
des Abhebens der Blattfeder 64 ständig in vollflächigem
Kontakt mit der Unterseite der Blattfeder 64.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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A [0007]
