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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum axialen Verschieben von in einer zylindrischen Hülse gefassten optischen Elementen. Das können einzelne oder verkittete Linsen oder auch Prismen sein.
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Solche Vorrichtungen sind an sich bekannt und dienen z. B. zum Verschieben von optischen Fokussiergliedern in einem monokularen oder binokularen Fernrohrtubus. In einer bekannten Ausführung ist an die Fassungshülse des Fokussiergliedes ein Zylindersegment angeformt, das federnd an parallel zur optischen Achse der Fernrohr-Optik ausgerichteten Gleitbahnen in dem Fernrohrtubus anliegt. Außerhalb des Zylindersegments weist die Fassungshülse einen freien Abstand zum Fernrohrtubus auf.
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Eine über einen Drehknopf betätigbare Schubstange ist in axialer Richtung an dem Zylindersegment entlang geführt und über einen senkrecht zur Schubstange ausgerichteten Stift mit der Fassungshülse gekoppelt. Eine auf den Stift aufgeschobene Spiralfeder drückt das Zylindersegment und damit auch das Fokussierglied gegen die Gleitbahnen.
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Zur spielfreien Übertragung der Schubbewegung dient eine auf die Schubstange aufgeschobene Spiralfeder, die zwischen die Fassungshülse und einen festen Anschlag am Fernrohrtubus eingespannt ist. Die Führung der Schubstange ist parallel zur optischen Achse der Fokussieroptik ausgerichtet.
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Aufgrund des gegenüber dem Fernrohrtubus frei liegenden Bereichs der Fassungshülse ist diese im Fernrohrtubus bei Anschlag an einen Widerstand beim Verschieben, bei schwacher Federkraft durch Stoß oder bei Ermüdung der Federkraft gegenüber der optischen Achse der Fernrohroptik an dem Federandruck kippbar. Außerdem entsteht wegen des radial wirkenden Federandrucks ein Haftreibungswiderstand, der beim Verstellen der Fassungshülse überwunden werden muss und beim Übergang zur Gleitreibung zu einer Verkippung der Fassungshülse führen kann. Die übliche Kipptoleranz beträgt etwa 15 Minuten. Eine Kippung des Fokussiergliedes beeinflusst die Qualität der Abbildungsleistung erheblich.
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Der Einbau der Schubstange und die Justierung der Verstellelemente sind mit einem hohen Arbeitsaufwand verbunden und benötigen einen relativ großen Bauraum für das Einfügen in den Fernrohrtubus und die Zugänglichkeit bei der Montage.
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Aus der Druckschrift
DE 42 11 203 A1 ist eine Einrichtung zur Innenfokussierung von Feldstechern, Zielfernrohren und dgl. bekannt, bei der ein verstellbares optisches Element in einer separaten Hülse gefasst ist, an deren Außenfläche ein Magnet befestigt ist. Die Hülse mit Magnet ist in einen Fassungszylinder verschiebbar eingesetzt. An der Außenfläche des Fassungszylinders ist ein weiterer Magnet als Einstellglied für die Hülse gelagert, wobei seine magnetischen Kraftlinien mit den Kraftlinien des inneren Magneten zusammenwirken.
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Aus der Druckschrift
EP 1 510 846 A1 ist ein Führungssystem für optische Systeme in einem Gehäuse bekannt, das durch das Zusammenwirken eines in die Fassungshülse des optischen Systems eingesetzten Magneten mit einem ferromagnetischen Streifen in dem Gehäuse spielfrei ist.
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Aus der Druckschrift
US 2013/0 329 310 A1 ist ein vergleichbares Führungssystem bekannt, bei dem die auf Anziehung gepolte magnetische Anordnung zueinander beabstandet ist.
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Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die Montage und Servicemöglichkeiten an der Führung der verstellbaren optischen Elemente zu vereinfachen und minimale Kippung der optischen Elemente sicherzustellen.
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Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.
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Kerngedanke der Erfindung ist die Anordnung der zylindrischen Hülse in einem separaten Fassungszylinder. Dieser kann in seinen Abmessungen an die zylindrische Hülse oder umgekehrt angepasst, vormontiert und z. B. in einen Fernrohrtubus von der Objektivseite her eingesetzt werden. Der Demontageaufwand bei Servicearbeiten wird dadurch erheblich verringert. Die radiale Halterung der zylindrischen Hülse über einen Permanentmagneten und einen auf magnetische Anziehungskräfte wirkenden Streifen, wie z. B. ein ferromagnetischer Metallstreifen, ist ermüdungsfrei und richtet die Hülse in dem Fassungszylinder automatisch rotatorisch aus. Das vereinfacht die Montage weiterer an die Hülse anzusetzender Funktionselemente, wie z. B. einer Schubstange. Der magnetisierbare Streifen wird in die Mantelfläche des Fassungszylinders so integriert, dass er einen Abstand zum Permanentmagneten hat.
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Vorzugsweise wird der Permanentmagnet nahezu mittig auf der Mantelflächeder Hülse in einer Ausnehmung angeordnet. Die Anordnung mittig auf der Mantelfläche der Hülse vermeidet Kippungen der Hülse. Der Einsatz des Permanentmagneten in einer den Permanentmagneten am Rand teilweise übergreifenden Ausnehmung in der Außenfläche der Hülse ermöglicht ein loses Einlegen, so dass sich der Permanentmagnet selbst optimal mit seinem Magnetfeld zum Metallstreifen ausrichten kann. Danach kann er mit einem Kleber gegen Herausfallen gesichert werden. Sollte seine Magnetkraft später einmal nachlassen, kann er auf einfache Weise ausgewechselt werden.
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Für eine leichte Verschiebbarkeit der Hülse in dem Fassungszylinder ist die Anordnung von Gleitelementen auf der Außenfläche der Hülse vorteilhaft. Als Gleitelemente können z. B. Teflon-Plättchen gewählt werden, die in eine flache Rinne in der Außenfläche der Hülse eingelegt sind und zusätzlich einen geringen Luftabstand zwischen der Außenfläche der Hülse und der Innenfläche des Fassungszylinders erzeugen. Für eine zentrische Ausrichtung der Hülse innerhalb der Fassungshülse sind mindestens zwei Gleitelemente als Abstandshalter radial symmetrisch zum Permanentmagneten vorteilhaft. Die beiden Gleitelemente können aber auch zu einem durchgehenden Gleitelement verbunden sein. Zur weiteren Vermeidung von Kippungen der Hülse in dem Fassungszylinder ist es zweckmäßig, ein weiteres Gleitelement als Dämpfungselement diametral zum Permanentmagneten in der Außenfläche der Hülse vorzusehen. Dadurch kann eine axial symmetrische Dreipunktlagerung der Hülse in dem Fassungszylinder erzeugt werden. Die Kippsicherheit der Hülse wird weiter erhöht, wenn die Gleitelemente am äußeren Rand der Außenfläche der Hülse angeordnet werden, wobei es vorteilhaft ist, insgesamt vier Gleitelemente symmetrisch zum mittig angeordneten Permanentmagneten und diametral zu den am Rand der Hülse angeordneten Gleitelementen zusätzlich jeweils mindestens ein weiteres Gleitelement als Dämpfungselement vorzusehen.
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Zum Verschieben der Hülse in dem Fassungszylinder kann in eine Stirnfläche der Hülse eine Schubstange eingesetzt werden, die an ihrem anderen Ende mit einem Einstellelement zur Axialverschiebung gekoppelt sein kann. Zur axialen Längsjustierung der Kopplung kann eine einstellbare Rastanordnung vorgesehen sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Schubstange in axialer Richtung ortsfest drehgesichert in der Stirnfläche gehalten ist.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anordnung ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Dabei zeigen
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1 einen Längsschnitt durch den Fassungszylinder mit Hülse,
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2 eine perspektivische Ansicht auf die Hülse mit Schubstange,
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3 einen Querschnitt durch Fassungshülse und Hülse objektivseitig und
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4 eine Detailansicht der Rastanordnung.
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Der in 1 gezeigte Längsschnitt stellt eine zylindrische Hülse 1 dar, in der eine Linse 2 gefasst ist. Die Hülse 1 ist in einem Fassungszylinder 3 längsverschieblich gelagert. Im Ausführungsbeispiel ist in die Außenfläche des Fassungszylinders 3 ein ferromagnetischer Metallstreifen 5 eingelegt, der mit einem in der Hülse 1 gehaltenen, als Kreisscheibe ausgebildeten Permanentmagneten 6 zusammenwirkt. Die Dicke der Auflage für den Metallstreifen 5 in dem Fassungszylinder 3 und die den Permanentmagneten 6 teilweise übergreifenden Teile einer Ausnehmung 7 in der Außenfläche der Hülse 1 erzeugen einen Spalt zwischen dem Permanentmagneten 6 und dem Metallstreifen 5, der die Entstehung einer Haftreibung durch die Magnetkräfte verhindert. Derselbe Effekt kann auch dadurch erreicht werden, dass der Metallstreifen 5 geeignet in die Mantelfläche der Fassungshülse 3 integriert wird.
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Im Bereich des oberen und unteren Randes der Hülse 1 sind flache Ringnuten 8 eingearbeitet, in die hier nicht weiter dargestellte Gleitelemente als Abstandshalter zum Fassungszylinder 3 eingesetzt werden können. Die Kipptoleranz zwischen Hülse 1 und Fassungszylinder 3 verringert sich dadurch auf weniger als 4 Minuten.
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Von der oberen Seite der in 1 dargestellten Anordnung her ist eine Schubstange 9 in die Stirnfläche der Hülse 1 eingesetzt. Die Schubstange 9 ist drehgesichert und unter axialer Federspannung 10 in die Stirnfläche eingelegt. Am anderen Ende ist die Schubstange 9 mit einem in axialer Richtung (Pfeile) wirkenden Einstellelement gekoppelt. Als Einstellelement kann bei einem Fernglas ein Drehknopf oder allgemein bei anderen Geräten ein Schieber vorgesehen sein.
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Die in 2 dargestellte Ansicht der Hülse 1 mit Schubstange 9 zeigt auf der Außenfläche in die Ringnuten 8 eingelegte Gleitelemente 11. Als Gleitelemente 11 können flache Teflonplättchen vorgesehen sein. Die Gleitelemente 11 sind symmetrisch zum mittig angeordneten Permanentmagneten 6 angeordnet, um eine kippfreie Anlage an dem hier nicht dargestellten Fassungszylinder 3 zu erzeugen. Diametral gegenüber liegend zum Permanentmagneten 6 sind ebenfalls in der gewählten Ansicht nicht sichtbare Gleitelemente 11 als Dämpfungselemente eingelegt, die bei Erschütterungen der Anordnung ein evtl. Spiel in der Führung der Hülse 1 gegenüber dem Fassungszylinder 3 abfedern.
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Die Schubstange 9 ist in ein Haltesegment 12 eingefügt, das in die Außenseite der Hülse 1 eingesetzt und von der unteren Seite der Hülse 1 her in der Stirnseite der Hülse 1 befestigbar ist. Das Haltesegment 12 weist Ausbrüche auf, in die das eine Ende der Schubstange 9 über eine Abflachung 13 zur Drehsicherung und eine axial wirkende Federspannung 10 in Längsrichtung fixiert eingelegt ist. Die Vorderkante des Haltesegments 12 begrenzt die Ausnehmung 7 zur Aufnahme des Permanentmagneten 6, so dass dieser aus der Ausnehmung 7 nicht herausfallen kann.
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Nach Einfügen der in 2 dargestellten Hülse 1 in den Fassungszylinder 3 kann sich der Permanentmagnet 6 optimal zum Metallstreifen 5 ausrichten. Die Vorrichtung 1, 3 mit Schubstange 9 kann bei nicht montiertem Objektiv z. B. in einen nicht dargestellten Fernrohrtubus von der unteren Seite her gegen einen Anschlag 4 an der Fassungshülse 3 eingeschoben und durch einen Vorschraubring fixiert werden. Der dazu notwendige Einbauraum ist gering. Die Ankopplung der Schubstange 9 an ein Einstellelement ist frei zugänglich.
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3 zeigt einen Querschnitt durch den Fassungszylinder 3 und Hülse 1 von der Objektivseite her. Die Hülse 1 weist an der Einfügestelle für das Haltesegment 12 der Schubstange 9 eine Verdickung der Wandstärke auf. Das Haltesegment 12 ist über Schrauben 14 von der Objektivseite her in der Hülse befestigt. Der ferromagnetische Metallstreifen 5 ist in die Außenfläche des Fassungszylinders 3 eingelassen, so dass er einerseits einen Spalt zum hier nicht dargestellten Permanentmagneten 6 einhält und andererseits das Einschieben der Vorrichtung in einen Fernrohrtubus nicht behindert.
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Die Detailansicht in 4 zeigt die Ankopplung eines nicht weiter dargestellten Einstellelementes zum Verschieben der Schubstange 9. Die Schubstange 9 ist an ihren freien Ende mit einem abgefrästen Dorn 15 mit Außengewinde versehen. Auf den Dorn 15 ist eine Mutter 16 mit angepasstem Innengewinde aufgeschraubt. Der Kopf der Mutter 16 ist am Umfang mit Rastkerben 17 versehen. Auf den Dorn 15 ist eine Unterlegscheibe 18 aufgeschoben, die auf der Abfräsung der Schubstange 9 aufliegt. Auf der Unterlegscheibe 18 stützt sich eine Spiralfeder 19 ab. Zwischen Spiralfeder 19 und Kopf der Mutter 16 ist ein Koppelblech 20 eingefügt, das nach unten abgebogene, ein U mit dem Koppelblech 20 bildende Abkantungen 21 und ein nach oben abgebogenes Federelement 22 aufweist. Das Federelement 22 besitzt ein v-förmig abgewinkeltes Ende 23, das in eine der Rastkerben 17 am Umfang des Kopfes der Mutter 16 eingreift.
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Ein nicht dargestelltes Einstellelement (vgl. Pfeil in 1) wird zwischen die Abkantungen 21 auf die Spiralfeder 19 aufgelegt. Durch Drehen der Mutter 16 wird das rotatorisch festgelegt Einstellmittel in der Höhe zur Länge der Schubstange 9 verschoben. Die Rastung des v-förmigen Endes 23 des Federelementes 22 fixiert die Justierstellung sowohl beim Vorwärts- als auch beim Rückwärts-Drehen der Mutter 16. Die Justierung wird durch einen Inbuseinsatz 24 im Kopf der Mutter 16 von der Okularseite eines Fernrohrtubus her erleichtert und erfordert ebenfalls einen sehr geringen Montage- und Handhabungs-Raum.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- zylindrische Hülse
- 2
- Linse
- 3
- Fassungszylinder
- 4
- Anschlag an Fassungszylinder
- 5
- ferromagnetischer Metallstreifen
- 6
- Permanentmagnet
- 7
- Ausnehmung in Hülse 1
- 8
- flache Ringnut
- 9
- Schubstange
- 10
- axiale Federspannung
- 11
- Gleitelement
- 12
- Haltesegment für Schubstange 9
- 13
- Abflachung an Schutbstange 9
- 14
- Schrauben
- 15
- abgefräster Dorn
- 16
- Mutter
- 17
- Rastkerben
- 18
- Unterlegscheibe
- 19
- Spiralfeder
- 20
- Koppelblech
- 21
- Abkantung
- 22
- Federelement
- 23
- Ende Federelement
- 24
- Inbus-Einsatz
