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Lagereinrichtung für geradegeführte Objektivteile Die Erfindung bezieht
sich auf eine Lagereinrichtung für geradegeführte Objektivteile, insbesondere von
Schnellfokussierobjektiven, bei welcher das das Objektiv tragende zylindrische Fassungsteil
in einem Tubus teleskopartig verschiebbar geführt ist.
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Bei den bekannten Schnellfokussierobjektiven mit zwei teleskopartig
zueinandergeführten Tuben, die mittels'eines zusammendrückbaren, federnden Handgriffes
gegeneinander verstellbar sind, ist eine einwandfreie Lagerung des verschiebbaren
'L'ubusteiles sehr schwierig. Um mit dem zusammendrückbaren, fes,-rnden Griff schnell
und präzis auf nahe und entfernte Objekte einstellen zu können, ist es notwendig,
daß die Verschiebebewegung äußerst leichtgängig ist. Dies deshalb, weil die Federkraft,
welche den verstellbaren Objektivteil in seine Endlage zurückbringt, nur relativ
schwach sein darf, damit die einstellende Hand ohne Anstrengung die Feinfokussierung
durchführen
kann. Andererseits ist es jedoch unbedingt erforderlich, eine möglichst spielfreie
Lagerung der Tuben zueinander zu erreichen, da "Luft" oder "toter Gang" sich nachteilig
auf die Feinfokussierung auswirken würde.
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Bei einer bekannten Einrichtung wurde diese spielfreie leichtgängige
Lagerung durch die Verwendung von Wälzkörpern aus Metall z.B. von Stahlkugeln angestrebt.
Eine einigermaßen zufriedenatellende Lagerung ist jedoch nur mit sehr großem Aufwand
erreichbar. Die zu verschiebenden Tuben müssen mit höchster Maßhaltigkeit hergestellt
werden, wobei gleichzeitig die Lagerstellen eine einwandfrei glatte Oberfläche aufweisen
müssen. Dies läßt sich zwar durch Rundschleifen erzielen, die nachfolgende Weiterverarbeitung
der Teile, insbesondere die Erwärmung beim Eloxieren und Lackieren verursacht aber
in
| so- |
| vielen Fällen einen Materialverzug, und /mit ein Klemmen in |
der Lagerung. Dabei ist zu berücksichtigen, daß die Wandungen der Tuben nicht beliebig
dick gehalten werden können. Konstruktionsbedingt und auch aus Gewichtsgründen ergeben
sich nur schwache Wandungen, die sich natürlich leichter verziehen. Diese verzogenen
Teile müssen als Ausschuß ausgeschieden werden und bedeuten einen erheblichen Verlust,
da der Aufwand an Material und Arbeitszeit für die praktisch fertigen Teile. groß
ist.
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Andererseits ist der Verzug des Materials völlig unterschiedlich und
deshalb unberechenbar. Auch durch eine vorhergehende Wärmebehandlung, die ein Entspannen
des Materials schon vor
dem Schleifen bewirken soll, ist einspäteres
Verziehen nicht auszuschließen. Versuche in dieser Richtung haben ergeben, daß sich
so vorbehandelte Teile beim späteren Eloxieren oder auch erst beim Lackieren trotzdem
wieder verziehen. Da die Lauffläche der Wälzkörper aber unbedingt durch Eloxieren
vor Korrosion geschützt sein muß, ist es auch nicht möglich, das Fertigschleifen
am Schluß, also nach dem Eloxieren verzunehmen. Eine Fertigung der Tuben aus einem
anderen Material, z.B. Messing, ist bei der Größe der Tuben aus Gewichts- und Preisgründen
nicht vertretbar. Auch ein Einsetzen von Hülsen aus anderem Material als Lagerschalen,
ist bei den relativ schwachen Wandungen nicht durchführbar.
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Einen Ausweg aus diesen Schwierigkeiten suchte man durch die Maßnahme
des sogenannten Fresspolierens. Hierbei wird die Passung der Tuben so aufeinander
abgestimmt, daß der innere Tubus,mit eingelegten Wälzkörpern versehen,nur unter
erheblichem Druck in den äußeren eingeschoben werden kann. Durch öfteres Hin- und
Herschieben in einer passenden Vorrichtung wird erreicht, daß sich jeder Wälzkörper
eine eigene Bahn glättet Ein eventueller Verzug der Tuben wird dadurch ausgeglichen,
daß sich-die Wälzkörper unterschiedlich tiefe Bahnen pressen. Auch hei dieser Methode
ist höchste Maßhaltigkeit aller Teile erforderlich, so daß im Hinblick auf eine
Kostensenkung bei der Anfertigung kaum etwas eingespart werden kann. Ein weiterer
Nachteil besteht darin, daß bei stärkerem Verzug der Tuben, wie er oft vorkommt,
einzelne Wälzkörper zu tief eingepreßt werden. Sie reißen dann die vorher peinlich
genau
geschliffene Oberfläche auf und verwandeln sie gewissermaßen
in eine Schlaglochatrecke. Die Verstellbewegung des Objektive wird "rauh", es entsteht
ein "Rumpeln", das ein Verstellen des Objektivs um kleine Beträge, also ein präzises
Feinfokussieren unmöglich macht. Das Objektiv muß ausgeschieden werden, die Tuben
sind Ausschuß.
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Ferner ist nachteilig, daß ein auf diese Weise zusammengepaßtes Objektiv
nicht mehr zerlegt werden kann, ohne den erzielten guten. Lauf der Bewegung wieder
zunichte zu machen. Ein Zerlegen ist aber manchmal z.B. wegen einer Reparatur notwendig.
Da die Wälzkörper nicht oder nur mit nicht vertretbarem Aufwand, so genau an ihrem
Platz zu fixieren sind, daß sie sich nicht seitlich verschieben können, gelingt
es bei einem zweiten Zusammensetzen kaum jemals, jeden Wälzkörper seiner alten Bahn
zuzuordnen. Ein erneutes Presspolieren wird notwendig, meist mit dem Erfolg, daß
die Tuben a18 unbrauchbar ausgeschieden werden müssen, da sich ein guter Lauf der
Pokussierbewegung nicht mehr erzielen läßt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die der beschriebenen Lagereinrichtung
anhaftenden Nachteile zu vermeiden und insbesondere eine Kostensenkung bei der Herstellung
durch Vermeidung von Ausschuß und Wegfall des Rundschleifens zu erzielen sowie eine
exaktere Poktuesierbewtgung dadurch zu erreichen, daß das Fassungsteil im Tubus
weich, d.h. xuckfrei bewegt werden kann. Außerdem soll das Objektiv beliebig oft
auseinandernehmbar sein.
Die Erfindung geht aus von einer Lagereinrichtung
für geradegeführte Objektivteile insbesondere von Schnellfokussierobjektiven, bei
welcher das das Objektiv tragende zylindrische Fassungsteil in einem Tubus teleskopartig
verschiebbar geführt ist und wobei zwischen dem Fassungsteil und dem Tubus mindestens
zwei axial im Abstand liegende Gleitlager angeordnet sind. Die erfindungsgemäße
Lagereinrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gleitlager mindestens drei,
in gleichen Umfangsabständen angeordnete Lagerstellen aufweist und daß jede Lagerstelle
einen eingesetzten Gleitkörper mit einer Gleitfläche aus einem elastischen, gleitfähigen,
maßhaltigen, abriebfesten Kunststoff besitzt.
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Der Vorteil der Erfindung besteht in erster Linie darin, daß die Lagerflächen
für die Gleitkörper nicht geschliffen zu werden brauchen. Es genügt eine sauber
gedrehte Lagerfläche. Die elastischen Gleitkörper gleichen die durch Drehriefen
gebildeten Unebenheiten aus und gleiten wie Schlittenkufen darüber hinweg. Es ist
klar, daß die erfindungsgemäße Lagereinrichtung mit einem sehr geringen Herstellungsaufwand
erhalten wird.
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Bei der Erfindung ist aber nicht nur der Herstellungsaufwand gering.
Auch der Platzbedarf ist minimal. Die erfindungsgemäße Lagerung kann daher auch
angewandt werden, wenn das Fassungsteil dünnwandig ist bzw. zwischen Fassungsteil
und dem Tubus kein Platz für die Anordnung einer aufwendigen Lageranordnung ist.
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Die Erfindung bevorzugt die Anordnung von sich axial erstreckenden,
länglichen Gleitkörpern an jeder Lagerstelle,
die insbesondere aus
Polytetrafluoräthylen (Teflon) bestehen.
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Das erfindungsgemäß verwendete Material für die Gleitkörper gewährleistet
aufgrund seiner Elastizität eine einwandfreie Lagerung, ohne daß für die Herstellung
des Fassungsteils und des Tubus hohe Herstellungsgenauigkeiten notwendig sind. Das
vorzugsweise verwendete Polytetrafluoräthylen ist außerordentlich gleitfähig. Geringste
Verstellkräfte genügen für eine Relativverstellung des Objektiv-Fassungsteils im
Tubus. Da das Verwendetet Material für die Gleitkörper eine hohe Abriebfestigkeit
aufweist, ist eine hohe Lebensdauer der erfindungsgemäßen Lagereinrichtung sichergestellt.
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Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß an jeder Lagerstelle
in der Außenfläche des Fassungsteils oder der Innenfläche des Tubus eine Ausnehmung
zur Aufnahme des Gleitkörpers vorgesehen ist. In einer Ausführungsform rat die Ausnehmung
die Form einer sich axil erstreckenden, länglichen ausgefrästen Nut, in welcher
ein einzelner Gleitkörper aufgenommen ist. Das Ausfräsen dieser länglichen Nuten
ist jedoch herstellungsaufwendig. Einen Verteil bringt eine' alternative Ausführungsform
der Erfindung,, die darin besteht, daß die Ausnehmung als Ringnut ausgebildet ist,
und daß die Gleitkörper an einem ringförmigen Träger vorgesehen sind. Die Gleitkörper
sind also gleichmäßig verteilt an einem Band angeordnet und dieses Band wird in
die Ringnut eingelegt. Besonders vorteilhaft ist es bei. dieser Ausführung, wenn
der Gleitkörperträger aus zwei Hälften besteht. Die Montage ist dadurch sehr einfach.
Die
erfindungsgemäßen Gleitkörper weisen in Umfangsrichtung konvex ausgebildete Lagerflächen
auf. Über ihre axiale Länge gesehen ändert sich die Form der Lagerfläche nicht,
mit Ausnahme an den Stirnkanten, die erfindungsgemäß abgeschrägt sind. Die Gleitkörper
haben mit ihrer benachbarten Lagerfläche des anderen teleskopartig bewegbaren Teils
angenähert einen Linienkontakt. Dies stellt eine sehr präzise Lagerung sicher und.gewährleistot'eine
minimale Reibung. Zur Verstellung des im Tubus genügen extrem kleine Verstellkräfte.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht schließlich
darin, daß die Tiefe der Ausnehmung plus dem radialen Abstand zwischen Fassungsteil
und Tubus geringfügig kleiner als die wirksame Höhe der Gleitkörper ist, so daß
diese im Einbauzustand leicht elastisch zusammengedrückt sind. Diese Ausbildung
bringt den Vorteil, daß bei einem Verziehen des Materials durch die Wärmebehandlung
beim Eloxieren, dieser Verzug durch die Elastizität der Gleitkörper ausgeglichen
wird, indem nämlich einzelne Gleitkörper etwas stärker, andere dafür etwas weniger
zusammengedrückt werden. Ein AusschUß durch Verziehen entsteht nicht mehr. Die Fokussierbewegung
bleibt gleich "weich" und wird durch einen Verzug der Tuben nicht beeinflußt.
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Anhand der Zeichnung, die zwei Ausführungsbeispiele darstellt, sei
die Erfindung näher erläutert.
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Es zeigt: Fig. 1 einen Schnitt durch das Objektiv mit Darstellung
der erfindungsgemäßen Lagereinrichtung, Fig. 2 einen vergrößerten Schnitt durch
Fassungsteil, Gleitkörper und Tubus im Bereich der Lagerstelle,
Fig.
3 eine Ansicht der Lagerstelle in Richtung III-III der Figur 2, Fig. 4 eine abgewandelte
Ausführungsform eines Gleitlagerelementes und Fig. 5 eine Stirnansicht des Gleitlagerelementes
nach Fig.4. In dem Tubs 1 ist der die Linsen tragende Objektiv-Fassungsteil 2 leicht
verschiebbar gelagert. Der Tubus 1 ist auf dem Tubusträger 4 befestigt. Am Ende
des Tubus 1 ist eine Kamera 5 angebracht. Das Fassungsteil 2 steht mechanisch mit
einem Handgriff 6 in Verbindung, der gegen die Wirkung einer leichten Feder zusammengedrückt
werden kann, um das Fassungsteil 2 im Tubus 1 teleskopartig zu bewegen.
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Im Fassungsteil 2 sind zwei im Abstand angeordnete Gleitlagerungen
7 und 8 vorgesehen. Diese bestehen ja aus mindestens drei, vorzugsweise sechs umfangsmäßig
gleichmäßig verteilten Lagerstellen 9, 10, 11. Die Lagerstellen sind alle gleich
ausgebildet. Die Lagerstelle 10 ist in den Figuren 2 und 3 in größerem Maßstab dargestellt.
Die Lagerstelle 10 besteht aus einer länglichen Ausfräsung 12, in welcher ein einzelner
Gleitkörper 13 aufgenommen ist. Der Gleitkörper 13 hat eine zylindrische Lagerfläche,
so daß die Berührung zwischen dem Gleitkörper 13 und der Lagerfläche des
Tubus 1 angenähert längs feiner Linie erfolgt. Tatsächlich ist die Tiefe der Nut
12 plu',e dem radialen Abstand 15 zwischen Fassungsteil 2 und Tubus '1 geringfügig
kleiner als die wirksame Höhe 16 des Gleitkörpers 13, so daß sich im zusammengebauten
Zustand durch die Elastizität des Gleitkörpers 13 eine geringfügige Abplat@tung
an der Lagerfläche des Tubus 1 ergibt.
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Der Gleitkörper 13 kann mit Ausnahme des über die Oberfläche des Fassungsteils
2 hinausragenden Abschnittes prismatisch ausgebildet sein, d.h. parallele Seitenflächen
und eine dazu
senkrechte Unterfläche haben. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
wird jedoch eine zylindrische Form des Gleitkörpers 13 bevorzugt. Die Herstellung
ist einfacher und im übrigen ist ein derart ausgebildeter Gleitkörper sogar in der
Zage, als Wälzorgan zu wirken, wenn das Fassungsteil 2 im Tubus 1 gedreht wird.
Der weitere Vorteil des kreiszylindrischen Gleitkörpers besteht darin, daß die Lagerfläche
des Gleitkörpers nicht immer an derselben Stelle bleibt, sondern im Laufe des Betriebes
des Objektivs um seinen Umfang herumwandert. Der Abrieb wird dadurch wesentlich
geringer.
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Es ist weiter zu sehen, daß die Enden des Gleitkörpers 13 abgeschrägt,
d.h. konisch ausgebildet sind. Diese Ausbildung trägt dazu bei, daß der Gleitkörper
13 leichter über Unebenheiten der Lagerfläche des Tubus 1 hinweggelangt.
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In den Figuren 4 und 5 ist eine Abwandlung einer Lageranordnung gezeigt.
Anstelle der einzelnen Gleitkörper 13 wird ein ringförmiger Träger 17 verwendet,
der an seinem Umfang,gleichmäßig verteilt, eine Anzahl Gleitkörper 18 aufweist.
Der Träger 17 mit Gleitkörpern 18 kann einstückig ausgebildet sein. Vorteilhafterweise
wird jedoch ein zylindrischer Träger 17 verwendet, auf dessen Mantelfläche die einzelnen
Gleitkörper 18 befestigt, beispielsweise aufgeklebt werden. Der Träger 17 mit Gleitkörpern
18 erfordert nicht mehr das teuere Ausfräsen von länglichen Einzelnuten 12 im Fassungsteil
2, vielmehr genügt es,im Fassungsteil 2 zwei Ringnuten vorzusehen, in welche die
beiden Träger 17 eingelegt werden können. Aus Montagegründen
ist
es zweckmäßig, den Träger 17 zweiteilig auszubilden. Die Trennebene würde dann zweckmäßigerweise
mit der Linie 19 (Figur 4) zusammenfallen.
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Die Erfindung bringt eine erhebliche Einsparung der Herstellungskosten.
Das bisher notwendige Rundschleifen der Lagerfläche des Tubus entfällt völlig. Es
genügt eine sauber gedrehte Fläche als Lagerfläche. Die Anforderungen an die Herstellungsgenauigkeit
der Fassung zwischen Fassungsteil 2 und Tubus 1 können dank der Elastizität der
Gleitkörper 13 bzw.
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18 geringer gehalten werden. Auch durch eine Wärmebehandlung beim
Eloxieren entsteht durch das mögliche-Verziehen des Materials kein Ausschuß, da
die Elastizität der Gleitkörper 13 bzw. 18 diesen Verzug ausgleicht, denn die einzelnen
Gleitkörper können unterschiedlich stark zusammengedrückt werden. Die außerordentliche
Gleitfähigkeit des erfindungsgemäß verwendeten Polytetrafluoräthylen für die Gleitkörper
13, 18 in Verbindung mit den geringen Gleitflächen erlaubt eine bisher unerreichte
Leichtgängigkeit, so daß geringste Kräfte für die Fokussierung ausreichen. Schließlich
ist die Lebensdauer der erfindungsgemäßen Lagereinrichtung dank der Abriebfestigkeit
des verwendeten Materials sehr hoch. Sollte dennoch im Laufe der Zeit eine Abnutzung
eingetreten sein, so ist eine äußerst einfache Reparatur dadurch möglich, daß die
abgenutzten Gleitkörper 13 bzw. Gleitkörperträger 17 gegen neue Teile ausgetauscht
werden.