DE19711372A1 - Montageanordnung - Google Patents

Description

Diese Erfindung betrifft eine Montageanordnung und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, eine Linsenmontageanordnung.

Ein Ziel einer Ausführungsform der Erfindung ist es, eine Anordnung bereitzustellen, die geeignet ist, um in einem Teleskop oder Fernrohr einen Schlitten zur Veränderung der Vergrößerung von einer Vergrößerung zur anderen bewegen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Anordnung zum Montieren eines Gegenstandes und zum Ermöglichen einer Bewegung des Gegenstandes in eine genau definierte erste Position bereitgestellt, wobei die Anordnung umfaßt:
eine Führung einschließlich eines ersten Anschlags an einem ersten Ende der Führung;
ein Element zum Montieren eines Gegenstandes, wobei das Element entlang der Führung beweglich ist;
eine mit dem Montageelement gekuppelte Antriebseinrichtung, um das Element entlang der Führung und in Berührung mit dem Anschlag zu bewegen, wobei der Anschlag die erste Position definiert; und
eine zwischen der Antriebseinrichtung und dem Halteelement vorgesehene Kupplung, die ein elastisches Glied einschließt.

Im Gebrauch ermöglicht die Anordnung allein durch eine genaue Positionierung des Anschlags eine genaue Positionierung des Montageelements am ersten Ende der Führung. Die Bereitstellung des elastischen Gliedes in der Kupplung zwischen der Antriebseinrichtung und dem Montageelement beseitigt das Erfordernis, die Antriebseinrichtung genau zu steuern, und macht es lediglich erforderlich, daß die Antriebseinrichtung das Montageelement in Berührung mit dem Anschlag bewegt; wenn die Antriebseinrichtung derart angeordnet ist, daß sie ohne eine Begrenzung dazu neigen würde, das Montageelement über den ersten Anschlag hinaus zu bewegen, läßt das elastische Glied Platz für diese Neigung, während es gleichzeitig sicherstellt, daß das Montageelement fest oder bestimmt gegen den Anschlag anliegend gehalten wird. In der Vergangenheit haben Mechanismen dieser Art sorgfältig ausgearbeitete mechanische und elektrische Lösungen erforderlich gemacht, um Schäden an den Anschlägen zu verhindern. Diese herkömmlichen Lösungen führen einen größeren Zeitaufwand mit sich.

Vorzugsweise schließt die Führung einen zweiten Anschlag an einem zweiten Ende der Führung ein, um eine zweite Position zu definieren, und die Antriebseinrichtung ist angeordnet, um das Montageelement so zwischen den Anschlägen hin und her zu bewegen, daß das elastische Glied an beiden Enden des Bewegungswegs verformt wird. Am besten umfaßt das elastische Glied zwei Federelemente, von denen eines am einen Ende des Bewegungswegs gespannt ist und das andere am anderen Ende des Bewegungswegs gespannt ist. Auf diese Weise werden Spiel und Hysterese des Montageelements an den beiden Endpositionen minimiert, während die Genauigkeit optimiert wird. Diese Anordnung kann zum Beispiel verwendet werden, um eine Halterung für einen Schlitten zur Veränderung der Vergrößerung in einem Teleskop oder Fernrohr bereitzustellen, um eine Linse von einer Vergrößerung zur anderen zu bewegen, wie durch den ersten und zweiten Anschlag definiert.

Vorzugsweise ist die Antriebseinrichtung ein Drehantrieb und schließt einen im Abstand von der Drehachse des Antriebs angeordneten Kupplungsteil für einen Eingriff mit einem auf dem Montageelement vorgesehenen Kupplungsteil ein, wodurch eine Drehung der Antriebseinrichtung eine Linearbewegung des Montageelements entlang der Führung erzeugt. Typischerweise wird die Antriebseinrichtung den Kupplungsteil um ungefähr 180 Grad drehen, um das Montageelement von einem Ende der Führung zum anderen zu bewegen. Zweckmäßigerweise liegt die Antriebseinrichtung in Form eines Drehmomentmotors mit begrenztem Drehwinkel vor. Am besten liegt der Kupplungsteil der Antriebseinrichtung in Form eines Bolzens vor, und der Kupplungsteil des Montageelements liegt in Form einer Federgabel vor.

Eine Drehantriebseinrichtung liefert ein sich kontinuierlich veränderndes Übersetzungsverhältnis, das für eine hohe Linearkraft in der Nähe jedes Endanschlags sorgt, um eine ausreichende Belastung des elastischen Gliedes sicherzustellen, sowie für eine hohe Lineargeschwindigkeit in der Mitte des Bewegungswegs. Dies ermöglicht es, Größe und Leistung der Antriebseinrichtung zu optimieren. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß man eine Beschleunigung und Abbremsung des sich bewegenden Montageelements aufgrund der Antriebsgeometrie automatisch erhält, und eine Bewegungszeit vom einen bis zum anderen Ende minimiert wird, ohne daß die Bereitstellung von komplizierten mechanischen oder elektronischen Steuerungen erforderlich ist. Die Beschleunigungs- und Abbrems-Eigenschaften der Antriebsgeometrie minimieren auch die Belastung auf dem Montageelement, was eine Optimierung der Gestaltung und Gewichtseinsparungen ermöglicht und die Lebensdauer der Endanschläge verlängert.

Dieser und andere Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nun anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung beschrieben, die eine perspektivische Ansicht einer Linsenmontageanordnung 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Die Anordnung 10 wird verwendet, um einen Linsenschlitten 12 in einem Teleskop von einer Vergrößerung zu einer anderen zu bewegen.

Die Anordnung 10 umfaßt einen Körper in Form einer abgewinkelten Platte 14, die eine Linearführung 16 trägt, auf welcher der Schlitten 12 montiert ist. Die Enden des Bewegungswegs des Schlittens 12 werden durch auf der Platte 14 angebrachte verstellbare Endanschläge 18, 19 definiert. Ein Antrieb für den Schlitten 12 wird durch einen Drehmomentmotor 20 mit begrenztem Drehwinkel bereitgestellt, der auf dem Fuß der Platte 14 angebracht ist. Ein Zapfen 22 auf der Oberseite des Motors 24 steht mit einer Federgabel 26 im Eingriff, die aus dem Schlitten 12 übersteht.

Indem man dem Motor 20 Strom zuführt, so daß sich der Rotor 24 über 180 Grad bewegt, wird der Schlitten 12 zwischen den Endanschlägen 18, 19 entlang der Führung 16 bewegt, wobei die Endanschläge so eingestellt sind, daß sie an jeder Endanschlagsposition für eine genaue Steuerung des Linsenschlittens 12 sorgen.

Der Drehmomentmotor 20 ist so angeordnet, daß der Schlitten 12 ohne eine Begrenzung über die Endanschläge 18, 19 hinaus bewegt würde. Dies gewährleistet, daß ein Finger der Gabel 26 an einem Ende des Bewegungswegs unter Biegespannung steht, und daß der andere Finger am anderen Ende des Bewegungswegs unter Biegespannung steht. Dementsprechend muß der Ausschlag des Drehmomentmotors nicht genau sein, und die Gabel 26 liefert eine spielfreie Begrenzung für den Schlitten 12. Während der Betätigung des Motors 20 überträgt weiter die Gabel 26 die volle Leistung, während der Zapfen 22 am Fuß 26a der Gabel positioniert ist, während sie am Ende des Bewegungswegs für eine Dämpfung sorgt.

Die Anordnung 10 liefert ein Übersetzungsverhältnis, das sich kontinuierlich verändert: während sich der Schlitten 12 einem Endanschlag nähert, nimmt das Übersetzungsverhältnis in Richtung unendlich zu, und beim Hindurchtritt durch die Mitte des Bewegungswegs ist das Übersetzungsverhältnis 1 : 1. Dementsprechend wird in der Nähe jedes Endanschlags eine hohe Linearkraft entwickelt, die eine ausreichende Belastung der Federgabel 26 sicherstellt, und in der Mitte des Bewegungswegs wird eine hohe Lineargeschwindigkeit entwickelt. Dies ermöglicht es, die Motorgröße zu optimieren, und der Schlitten bewahrt unter äußeren Belastungen seine genaue Position selbst dann, wenn die Stromzufuhr zum Motor 20 unterbrochen wird. Eine Beschleunigung und Abbremsung des sich bewegenden Schlittens wird aufgrund der Antriebsgeometrie ohne die Verwendung einer Servoelektronik oder anderer komplizierter Steuerungen automatisch erreicht. Diese Beschleunigungs- /Abbrems-Eigenschaft minimiert auch die Beanspruchung des Schlittens 12, was eine Optimierung der Gestaltung und eine Gewichtseinsparung ermöglicht. Die Beschleunigungs- und Abbrems-Eigenschaften ermöglichen es auch, die Bewegungszeit von einem Ende der Führung zum anderen ohne die Verwendung einer komplizierten Elektronik zu minimieren.

Für den Fachmann wird deutlich, daß die oben beschriebene Anordnung 10 unter minimaler Verwendung von Komponenten mit hoher Genauigkeit und komplizierten Steuerungen für eine genaue Steuerung der Bewegung des Linsenschlittens 12 zwischen den beiden Endanschlägen 18, 19 sorgt.

Für den Fachmann wird auch deutlich, daß die oben beschriebene Ausführungsform nur beispielhaft für die vorliegende Erfindung ist, und daß verschiedene Abwandlungen und Verbesserungen daran vorgenommen werden können, ohne den Umfang der Erfindung zu verlassen. Obwohl sich die dargestellte Ausführungsform auf eine Linsenmontageanordnung bezieht, kann insbesondere die Erfindung in vielen anderen Anwendungsfällen verwendet werden, in denen es erwünscht ist, einen Gegenstand in eine erste genau definierte Position zu bewegen, und insbesondere in Anwendungsfällen, in denen es erwünscht ist, einen Gegenstand zwischen einer ersten und einer zweiten genau definierten Position zu bewegen.

Claims (12)

1. Anordnung (10) zum Montieren eines Gegenstandes und zum Ermöglichen einer Bewegung des Gegenstandes in eine genau definierte erste Position, wobei die Anordnung (10) umfaßt:
eine Führung (16) einschließlich eines ersten Anschlags (18) an einem ersten Ende der Führung (16);
ein Element (12) zum Montieren eines Gegenstandes, wobei das Element (12) entlang der Führung (16) beweglich ist;
eine mit dem Montageelement (12) gekuppelte Antriebseinrichtung (20), um das Element (12) entlang der Führung (16) und in Berührung mit dem Anschlag (18) zu bewegen, wobei der Anschlag (18) die erste Position definiert; und
eine zwischen der Antriebseinrichtung (20) und dem Montageelement (12) vorgesehene Kupplung (22, 26), die ein elastisches Glied (26) einschließt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (20) betätigbar ist, um das Montageelement (12) entlang der Führung (16) in Berührung mit dem ersten Anschlag (18) zu bewegen und das elastische Glied (26) zu verformen, so daß das Montageelement (12) bestimmt gegen den Anschlag (18) anliegend positioniert wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung (16) einen zweiten Anschlag (19) an einem zweiten Ende der Führung (16) einschließt, um eine zweite Position zu definieren, und die Antriebseinrichtung (20) betätigbar ist, um das Montageelement (12) zwischen den Anschlägen (18, 19) und in Berührung mit den Anschlägen (18, 19) zu bewegen, so daß das elastische Glied (26) verformt wird, um das Montageelement (12) bestimmt gegen die jeweiligen Anschläge (18, 19) anliegend zu positionieren.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Glied (26) zwei Federelemente umfaßt, wobei ein Federelement verformt wird, wenn das Montageelement (12) den ersten Anschlag (18) berührt, und das andere Federelement verformt wird, wenn das Montageelement (12) den zweiten Anschlag (19) berührt.

5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Montageelement ein Schlitten (12) zur Veränderung der Vergrößerung für ein Teleskop oder Fernrohr ist und betätigbar ist, um eine Linse von einer Vergrößerung zur anderen zu bewegen, wie durch den ersten und zweiten Anschlag (18, 19) definiert.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung ein Drehantrieb (20) ist und einen im Abstand von der Drehachse des Antriebs angeordneten Kupplungsteil (22) einschließt, der mit einem auf dem Montageelement (12) vorgesehenen Kupplungsteil (26) im Eingriff steht, wodurch eine Drehung der Antriebseinrichtung (24) eine Linearbewegung des Montageelements (12) entlang der Führung (16) erzeugt.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (20) betätigbar ist, um den Kupplungsteil (22) um ungefähr 180 Grad zu drehen, um das Montageelement (12) zwischen den Anschlägen (18, 19) zu bewegen.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (20) ein Drehmomentmotor mit begrenztem Drehwinkel ist.

9. Anordnung nach einem der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kupplungsteil der Antriebseinrichtung (20) ein Bolzen (22) ist, und der Kupplungsteil des Montageelements (12) eine Federgabel (26) ist.

10. Optisches Teleskop, enthaltend eine Anordnung gemäß einem beliebigen der vorangehenden Ansprüche.

11. Linsenmontageanordnung (10) zum Ermöglichen einer Bewegung einer Linse in eine genau definierte erste Position, wobei die Anordnung (10) umfaßt:
eine Führung (16) einschließlich eines ersten Anschlags (18) an einem ersten Ende der Führung (16);
einen entlang der Führung (16) beweglichen Linsenschlitten (12);
eine mit dem Schlitten (12) gekuppelte Antriebseinrichtung (20), um den Schlitten (12) entlang der Führung (16) und in Berührung mit dem Anschlag (18) zu bewegen, wobei der Anschlag (18) die erste Position definiert; und
eine zwischen der Antriebseinrichtung (20) und dem Schlitten (12) vorgesehene Kupplung (22, 26), die ein elastisches Glied (26) einschließt.

12. Linsenmontageanordnung (10), umfassend:
eine Führung (16) einschließlich eines ersten und eines zweiten Anschlags (18, 19) an einem jeweiligen ersten und zweiten Ende der Führung (16);
einen entlang der Führung (16) beweglichen Linsenschlitten (12);
eine mit dem Schlitten (12) gekuppelte Antriebseinrichtung (20), um den Schlitten (12) zwischen den Anschlägen (18, 19) entlang der Führung (16) zu bewegen; und
eine zwischen der Antriebseinrichtung (20) und dem Schlitten (12) vorgesehene Kupplung (22, 26), die ein elastisches Glied (26) einschließt,
wobei die Antriebseinrichtung (20) betätigbar ist, um das Montageelement (12) zwischen den Anschlägen (18, 19) und in Berührung mit den Anschlägen (18, 19) zu bewegen, so daß das elastische Glied (26) verformt wird, um das Montageelement (12) bestimmt gegen die jeweiligen Anschläge (18, 19) anliegend zu positionieren.