DE1033986B - Coaxial coarse and fine drive for optical devices with precision adjustment - Google Patents

Coaxial coarse and fine drive for optical devices with precision adjustment

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DE1033986B
DE1033986B DEW8855A DEW0008855A DE1033986B DE 1033986 B DE1033986 B DE 1033986B DE W8855 A DEW8855 A DE W8855A DE W0008855 A DEW0008855 A DE W0008855A DE 1033986 B DE1033986 B DE 1033986B
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DE
Germany
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coarse
balls
drive axis
fine drive
fine
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DEW8855A
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German (de)
Inventor
Otto Erbe
August Rakebrandt
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Carl Zeiss SMT GmbH
Original Assignee
Carl Zeiss SMT GmbH
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B21/00Microscopes
    • G02B21/24Base structure
    • G02B21/241Devices for focusing
    • G02B21/242Devices for focusing with coarse and fine adjustment mechanism

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)

Description

Koaxialer Grob- und Feintrieb für optische Geräte mit Präzisionseinstellung Im allgemeinen ist es üblich, daß bei optischen Geräten mit Präzisionseinstellung, insbesondere bei Mikroskopen, für die Einstellbewegung je ein Grob- und ein Feintriel), vorhanden sind, wobei dann meist der Grobtrieb auf eine Führung und der Feintrieb auf eine zweite Führung wirkt. In diesem Fall sind beide Teile völlig unabhängig voneinander. Die Nachteile dieser Konstruktion bestehen darin, daß eventuell zwei sehr präzise Führungen erforderlich sind und daß unvermeidliche kleine Fehler der Einzelführungen sich in der Gesamtbewegung durch Addition zusammensetzen.Coaxial coarse and fine drive for optical devices with precision adjustment In general, it is common for optical devices with precision adjustment, especially with microscopes, one coarse and one fine triel for the adjustment movement), are present, with the coarse drive on a guide and the fine drive then mostly acts on a second tour. In this case both parts are completely independent from each other. The disadvantages of this construction are that possibly two very precise guides are required and that inevitable small errors of the Individual tours are put together in the overall movement by adding.

Wenn Grob- und Feintrieb bei gewissen Instrumenten, z. B. Winkelmeßgeräten, beide auf eine einzige Führung wirken, so ist die Handhabung insofern umständlich, als beim Übergang vom Grob- zum Feintrieb erst eine besondere Klemmung vorgenommen werden muß, die den Feintrieb in die Wirkstellung bringt. Umgekehrt muß bei Wiederbetätigung des Grobtriebes die Klemmung gelöst werden, was aber häufig vergessen wird, so daß dann die Lagerung bei Gewaltanwendung des Grobtriebes beschädigt wird.If the coarse and fine adjustment of certain instruments, e.g. B. angle measuring devices, both act on a single guide, the handling is cumbersome, than at the transition from the coarse to the fine drive, a special clamping is carried out must be, which brings the fine drive into the operative position. The reverse must be done on re-actuation of the coarse drive the clamping can be released, but this is often forgotten so that then the storage is damaged when the coarse drive is used forcibly.

Um diese Nachteile zu vermeiden, ist es bereits bekannt, die Feintriebachse in der Grobtriebachse zu lagern und zwischen diesen Achsen ein Kugelreibgetriebe vorzusehen, dessen Kugeln einerseits auf der Feintriebachse und andererseits an einer festen Lagerschale abrollen, dessen Kugeln ferner durch federnde Mittel gegen die beiden Abrollflächen gedrückt werden und dessen Kugeln schließlich in der als Kugelkäfig ausgebildeten Grobtriebachse liegen. Diese bekannten Ausbildungen genügen aber noch nicht den Anforderungen, welche an Präzisionsführungen gestellt werden. Durch die vorgesehenen federnden Mittel, welche die Kugeln gegen die Abrollflächen drücken, ist zwar eine Spielfreiheit der Kugeln zwischen diesen Flächen auch dann gewährleistet, wenn, wie es häufig der Fall ist, insbesondere ein Zug oder Druck auf eine der Achsen ausgeübt wird. Es ist jedoch nicht die völlige Spielfreiheit zwischen der Grob- und Feintriebachse gewährleistet, auf die es bei Präzisionsbewegungsübertragungen aber letzten Endes ankommt, weil die Kugeln im Kugelkäfig nicht spielfrei gelagert sind. "Zumindest stellt sich eine Lose zwischen den Kugeln und dem Kugelkäfig nach längerem Gebrauch des Getriebes durch Abnutzung ein. Die Erfindung sieht deshalb elastische Mittel vor, welche die Kugeln in bestimmter Lage im Kugelkäfig halten. Durch diese Ausbildung wird jeglicher toter Gang zwischen Grob- und Feintriebachse vermieden.In order to avoid these disadvantages, the fine drive axis is already known to be stored in the coarse drive axis and a ball friction gear between these axes to provide the balls on the one hand on the fine drive axis and on the other hand roll off a fixed bearing shell, the balls of which are also counteracted by resilient means the two rolling surfaces are pressed and its balls finally in the as Ball cage trained coarse drive axis lie. These known trainings are sufficient but not yet the requirements that are placed on precision guides. By the provided resilient means, which the balls against the rolling surfaces press, there is no backlash of the balls between these surfaces even then guaranteed when, as is often the case, especially a pull or pressure is exerted on one of the axles. However, it is not the complete freedom of play between the coarse and fine drive axis ensures that it is used for precision movement transmissions But in the end it matters because the balls in the ball cage are not supported without play are. "At least there is a slack between the balls and the ball cage prolonged use of the transmission due to wear and tear. The invention therefore sees elastic means, which hold the balls in a certain position in the ball cage. This training eliminates any dead gear between the coarse and fine drive axis avoided.

Die Mittel zur Vermeidung des Spiels der Kugeln in der als Kugelkäfig ausgebildeten Grobtriebachse bestehen vorteilhaft aus prismatischen Ausfräsungen der Grobtriebachse und V-förmigen Federn, welche derart ausgebildet und angeordnet sind, daß die Kugeln gegen die Ausfräsungen gedrückt werden. Die V-förmigen Federn haben eine derartige Vorspannung, daß die Kugeln um die Eckpunkte der Ausfräsung bei Drehrichtungsänderung nicht kippen.The means of avoiding the game of the balls in the called ball cage trained coarse drive axis advantageously consist of prismatic millings the coarse drive axis and V-shaped springs, which are designed and arranged in this way are that the balls are pressed against the millings. The V-shaped springs have such a preload that the balls around the corner points of the cutout Do not tilt when changing the direction of rotation.

Selbstverständlich können, wie für andere Reibgetriebe bekannt, mehrere der erfindungsgemäßen Getriebe zur Erzielung einer größeren Übersetzung hintereinandergeschaltet sein.Of course, as is known for other friction gears, several the transmission according to the invention connected in series to achieve a greater translation be.

In der Zeichnung, aus der weitere Einzelheiten der Erfindung ersichtlich sind, ist in Fig. 1 ein Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt; Fig. 2 zeigt eine Einzelheit der Fig. 1 in Ansicht, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-111 der Fig. 2, Fig. 4 einen Schnitt nach der Linie IV-IV der Fig. 2.In the drawing, from which further details of the invention can be seen are, in Fig. 1 is a longitudinal section through an embodiment of the invention shown; FIG. 2 shows a detail of FIG. 1 in view, FIG. 3 shows a section along the line III-111 of FIG. 2, FIG. 4 shows a section along the line IV-IV of Fig. 2.

In Fig. 1 sind die Grobtriebknöpfe 8 mit der Grobtriebachse 7 fest verbunden. Durch Drehen eines der Knöpfe 8 wird die Achse 7 angetrieben und die Drehbewegung über die Zahnradübersetzung 9 und die Zahnstange 10 auf die Führung übertragen. Dabei ist die Feintriebachse 6 in der Grobtriebachse 7 gelagert. Letztere dient gleichzeitig als Kugelkäfig für das Kugelreibgetriebe. Die drei Kugeln 1 werden durch die Feder 3 über den losen Innenkonus 4 gegen die feste Kegelfläche 5 gedrückt. Die in axialer Richtung wirkende Feder 3 stützt sich an einer auf dem festen Teil 5 aufgeschraubten Gewindemutter 2 ab. Durch die Keilwirkung werden die Kugeln 1 gegen die Reibflächen der Feintriebachse 6 gedrückt und dienen damit gleichzeitig zur Lagerung der Achse 6. Durch Drehen am Feintriebknopf 11 wird durch die Reibung zwischen den Kugeln 1, der Feintriebachse 6 und den Kegelflächen 4 und 5 gleichzeitig die Grobtriebachse 7 bewegt. Die Verdrehung der Grobtriebachse erfolgt im Verhältnis des Anlagedurchmessers der Kugeln an der Achse 6 zum Anlagedurchmesser der Kugeln am Kegel 5. Wird im ungünstigsten Fall auf die Grobtriebachse von rechts ein so starker Druck ausgeübt, däß diese die Kugeln von der Fläche 5 abhebt, so gewährleistet der nachgiebige federnde Ring 4 immer noch einen sicheren Kontakt mit den Kugeln 7. Die Grobtriebachse drückt in diesem Fall außerdem die Kugeln zwischen diesen Ring und die Feintriebachse, so daß die Triebbewegung nicht gestört wird.In Fig. 1, the coarse drive buttons 8 are fixed to the coarse drive axis 7 tied together. By turning one of the buttons 8, the axis 7 is driven and the Rotary movement via the gear ratio 9 and the rack 10 on the guide transfer. The fine drive axis 6 is supported in the coarse drive axis 7. Latter also serves as a ball cage for the ball friction gear. The three balls 1 will be pressed by the spring 3 over the loose inner cone 4 against the fixed conical surface 5. The spring 3 acting in the axial direction is supported on one on the fixed part 5 screwed on threaded nut 2. Due to the wedge effect, the balls 1 pressed against the friction surfaces of the fine drive shaft 6 and thus serve at the same time for mounting the axis 6. By turning the fine adjustment knob 11, the friction between the balls 1, the fine drive axis 6 and the conical surfaces 4 and 5 at the same time the coarse drive axis 7 moves. The coarse drive axis is rotated in the Ratio of the contact diameter of the balls on the axis 6 to the contact diameter of the balls on the cone 5. In the worst case, it is applied to the coarse drive axis from the right exerted such a strong pressure that it lifts the balls off the surface 5, so the resilient, resilient ring 4 still ensures secure contact with the balls 7. The coarse drive axis also presses the balls between in this case this ring and the fine drive axis, so that the drive movement is not disturbed.

Bei den bekannten Kugelreibgetrieben liegen die Kugeln in zylindrischen Bohrungen 30 des Kugelkäfigs. Sollen die Kugeln ohne Spiel laufen, so daß auch bei Drehrichtungsänderung ein präzises Folgen erreicht wird, so müssen die Bohrungen 30 außerordentlich genau gefertigt werden. Trotzdem wird nach längerem Gebrauch durch die bohrende Bewegung der Kugeln eine Abnutzung und dadurch eine Lose in den Kugelkäfigen auftreten. Damit ist jedoch das Reibgetriebe für Geräte mit Präzisionseinstellung nicht brauchbar. Um diese Nachteile der bekannten Kugelreibgetriebe zu beheben, ist bei der vorliegenden Erfindung der Kugelkäfig besonders ausgebildet (Fig.2). Die Bohrungen 30 im Kugelkäfig sind größer gehalten als der Durchmesser der Kugeln 1. Durch V-förmige Federn 12 werden die Kugeln 1 gegen eine schmale Ausfräsung 13 des Kugelkäfigs gedrückt. Dadurch ist die Lage der Drehachse der Kugeln genau bestimmt. Etwaiger auftretender Materialverschleiß wird durch die Vorspannung der Federn 12 ausgeglichen. Infolgedessen tritt auch nach längeren Zeiträumen keine Verschlechterung der Übertragung der Drehbewegungen auf.In the known ball friction gears, the balls are in cylindrical Bores 30 of the ball cage. Should the balls run without play, so that with Change of direction of rotation a precise following is achieved, the holes must 30 can be manufactured extremely precisely. Even so, after prolonged use Due to the boring movement of the balls, wear and thereby a slack in the Ball cages occur. However, this is the friction gear for devices with precision adjustment not usable. To remedy these disadvantages of the known ball friction gears, In the present invention, the ball cage is specially designed (FIG. 2). The bores 30 in the ball cage are kept larger than the diameter of the balls 1. The balls 1 are pressed against a narrow cutout 13 by means of V-shaped springs 12 of the ball cage pressed. As a result, the position of the axis of rotation of the balls is precisely determined. Any material wear that occurs is prevented by the pretensioning of the springs 12 balanced. As a result, there is no deterioration even after a long period of time the transmission of the rotary movements.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: 1. Koaxialer Grob- und Feintrieb für optische Geräte mit Präzisionseinstellung, insbesondere für Mikroskope, bei dem die Feintriebachse in der Grobtriebachse gelagert ist und zwischen den Achsen ein Kugelreibgetriebe angeordnet ist, dessen Kugeln durch einen unter axialem Federdruck stehenden Innenkonus gegen die Feintriebachse einerseits und andererseits gegen eine feste Kegelfläche gedrückt werden, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der als Kugelkäfig ausgebildea Grobtriebachse (7) weitere elastische Mittel (12) vorgesehen sind, welche die Kugeln (1) spielfrei in bestimmter Lage im Kugelkäfig halten. PATENT CLAIMS: 1. Coaxial coarse and fine drive for optical devices with precision adjustment, especially for microscopes, in which the fine drive axis is mounted in the coarse drive axis and a ball friction gear is arranged between the axes, the balls of which are pressed against the fine drive axis by an inner cone under axial spring pressure and on the other hand are pressed against a fixed conical surface, characterized in that further elastic means (12) are provided within the coarse drive axis (7) designed as a ball cage, which hold the balls (1) in a certain position in the ball cage without play. 2. Koaxialer Grob- und Feintrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieeiteren elastischen Mittel zur Vermeidung des Spi"s der Kugeln in der als Kugelkäfig ausgebildeten Grobtriebachse (7) aus V-förmigen Federn (12")' bestehen, welche die Kugeln gegen die Kanten von schmalen achsenparallelen prismatischen Ausfräsungen der Grobtriebachse drücken. :I ! 111, In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 314 989, 341445, 545 647, 894 184; schweizerische Patentschrift Nr. 171 114; französische Patentschriften Nr.655 109, 992167.2. Coaxial coarse and fine drive according to claim 1, characterized in that the elastic means for avoiding the Spi "s of the balls in the coarse drive axis (7) designed as a ball cage consist of V-shaped springs (12") 'which hold the balls Press against the edges of narrow prismatic millings parallel to the axis of the coarse drive axis. : I ! 111, Publications considered: German Patent Nos. 314 989, 341445, 545 647, 894 184; Swiss Patent No. 171 114; French patent specifications 655 109, 992167.
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Cited By (1)

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DE2317342A1 (en) * 1972-05-12 1973-11-29 American Optical Corp ADJUSTMENT DEVICE FOR THE FOCUSING OF A MICROSCOPE

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