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Die
Erfindung betrifft ein Mikroskop.
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Gemäß dem Stand
der Technik sind zum Schutz empfindlicher optischer, mechanischer
und elektronischer Teile nach außen gegen Staub und Spritzwasser
verschiedene Methoden geläufig,
wie zum Beispiel Gummidichtungen oder Kunststoffdichtungen in Gehäuseteilen.
Zur Dichtung von nach außen
herausragenden Wellen werden in der Regel O- oder X-Ringe aus zum
Beispiel Gummi, Abstreifer oder so genannte Simmerringe verwendet.
Zum Ausgleich von Bautoleranzen und zur Abdichtung gegen kleinste
Partikel müssen diese
Dichtelemente auf dem Mantel der Welle allseits eng anliegen, was
durch einen (elastischen) Druck der Dichtungen auf die Welle realisiert
wird. Bedingt durch die Existenz eines Schermoduls der Materialien,
aus denen O- und X-Ringe be stehen, kann ein rückstellendes Drehmoment entstehen,
wenn eine Welle nach Drehbetätigung – im Fall
eines Mikroskops: Welle mit Drehknopf zur Fokussierung des betrachteten
Objektes – losgelassen
wird, mit der Folge, dass die Welle sich wieder ein wenig zurückdreht.
Das hat den Nachteil, dass das einmal scharf eingestellte Objekt
sich danach in einer zuvor durchfahrenen Ebene befindet, die unscharf abgebildet
wird.
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Das
der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin,
ein leicht zu transportierendes Mikroskop anzugeben, das bei wechselnden
Einsatzorten einer rauen Handhabung und wechselnden klimatischen
Bedingungen mit Staub- und Feuchtigkeitsbelastung ausgesetzt werden
kann und die beschriebenen Nachteile nicht aufweist.
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Dieses
technische Problem wird durch ein Mikroskop mit den Merkmalen gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Mikroskop
zeichnet sich dadurch aus, dass das Mikroskop wenigstens zwei Kammern
aufweist, und dass mechanische, optische und elektronische Bauelemente
und Baugruppen in den verschiedenen Kammern angeordnet sind. Hierdurch
ist es möglich,
die Kammern mit unterschiedlichen Dichtigkeiten auszubilden. So
kann beispielsweise die Kammer mit den mechanischen Bauelementen
bezüglich Feuchtigkeit
eine geringe Dichtigkeit und bezüglich
Staub eine mittlere Dichtigkeit aufweisen, während eine Kammer mit optischen
Bauelementen insgesamt eine hohe Dichtigkeit aufweist.
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Vorteilhaft
ist bei dem erfindungsgemäßen Mikroskop,
dass die wenigstens zwei Kammern durch Wände und/oder Dichtungen voneinander
getrennt ausgebildet sind. Dies hat den Vorteil, dass die Kammern unterschiedliche
Dichtigkeitsstufen aufweisen können.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
sind die wenigstens zwei Kammern mit verschiedenen Dichtungsvorrichtungen
nach außen
und/oder untereinander abgedichtet. Hierdurch kann die für die jeweils erforderliche
Dichtigkeit notwendige Dichtmaßnahme
vorgesehen werden.
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Gemäß einer
besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind die mechanischen und optischen und elektronischen
Bauelemente und Baugruppen zu Gruppen zusammengefasst in jeweils
einer Kammer angeordnet, die der jeweils erforderlichen Dichtigkeitsanforderung
angepasst ausgebildet ist.
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Die
Kammer mit den elektronischen Bauelementen und Baugruppen erfordert
hohe Dichtigkeit gegen Feuchtigkeit bei geringen Anforderungen bezüglich Staubdichtigkeit.
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Die
Kammer mit den mechanischen Bauelementen und Baugruppen weist vorzugsweise
die geringste Dichtigkeit und die Kammer mit den optischen Bauelementen
und Baugruppen die höchste
Dichtigkeit bezüglich
Feuchtigkeit und Staub auf.
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Damit
die Kammer mit den mechanischen Bauelementen lediglich eine geringe
Dichtigkeit bezüglich Feuchtigkeit
aufweisen darf, sind dementsprechend die mechanischen Bauelemente
vorzugsweise aus nicht rostendem Material gebildet.
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Die
elektronischen Bauteile sind vorteilhaft in einer Kammer in einem
Fuß des
Mikroskopes angeordnet, da in dem Fuß vorteilhaft auch ein Akkumulator
oder eine Batterie angeordnet ist und damit die Wege für stromführende Leitungen
kurz sind.
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Die
optischen Bauteile sind vorzugsweise in einer Kammer in einem Oberteil
des Mikroskopes angeordnet, da die Objektive, Okulare und andere
optische Elemente oberhalb des Objekttisches angeordnet sind. In
dieser Kammer ist auch eine Auflichtbeleuchtung untergebracht.
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Im
Fall der Drehachse wird vorteilhaft auf hochdichtende Bauteile verzichtet.
Dieser Verzicht bewirkt eine mindere Schutzart an dieser Stelle.
Da mechanische, optische und elektronische Bauteile zu Baugruppen zusammengefasst
und in räumlich
getrennten Bereichen des Mikroskopes untergebracht werden, wobei
verschiedene Methoden der Abdichtung gegen Staub und Feuchtigkeit
verwendet werden, kann im Fall der Drehachse ohne Weiteres die mindere
Schutzart gewählt
werden. Somit entsteht ein Mehrkammer-Dichtungssystem. Die mechanische Kammer
unterliegt dem geringsten Schutz, der durch die Verwendung von Buchsen
als Lager zwar Staub, aber keine Feuchtigkeit abhält. Hier
ist die Verwendung nicht rostender Materialien vorteilhaft.
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Die
folgende Tabelle zeigt die Empfindlichkeit gegenüber Staub und Feuchtigkeit
für verschiedene Bauteile:
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Bei
Verwendung nicht rostender Materialien ist die Feuchtigkeitsempfindlichkeit
mechanischer Bauteile gering. Elektronische Bauteile mit metallischem
Mantel können
oxidieren. Bei Feuchtigkeit und Schmutz können Kriechströme in elektronischen
Schaltungen entstehen. Bei Feuchtigkeit besteht Kondensationsgefahr.
Staub und Kondensation auf Linsen und in der Nähe einer Bildebene führt zu Funktionseinschränkungen. Hieraus
ergeben sich die unterschiedlichen Anforderungen an die Dichtigkeit.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehörigen Zeichnung,
in der ein Ausführungsbeispiel
eines erfindungsgemäßen Mikroskopes
nur beispielhaft dargestellt ist. In der einzigen Zeichnung zeigt
die Figur ein Mikroskop im Längsschnitt.
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Die
Erfindung besteht darin, alle elektronischen Bauteile zu einer Baugruppe
zusammenzufassen und im Gerätefuß in einer
Elektronik-Kammer 1 zu platzieren. Mechanische Teile, darunter
bewegliche Teile werden im Unterteil des Gehäuses in der Mechanik-Kammer 2 platziert.
Im Oberteil des Gehäuses,
der Optik-Kammer 3, werden optische Bauteile untergebracht.
Auf diese Weise entsteht ein Mehrkammer-System.
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Die
Elektronik-Kammer 1 enthält unten eine Öffnung,
passend für
einen Deckel 5 zum Auswechseln der Batterien oder der Akkumulatoren
(nicht dargestellt). Die Dichtung erfolgt mit einer Flachdichtung 6,
beispielsweise aus Silikon. Nach oben Richtung Gehäuse befindet
sich eine geschlossene Membran 7, beispielsweise aus Silikon.
Die damit erreichte Schutzart beträgt mindestens IP64 (IP = International
Protection, DIN VDE 0470, DIN 40 050). An Stelle der Membran kann
auch eine stabile Wand 19 eingesetzt werden.
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Die
Mechanik-Kammer 2 enthält
bewegliche mechanische Teile, von denen einige nach außen ragen, wie
Zylinderstifte 8 und eine Drehachse 9 mit einem
Drehknopf 10 zur Höhenverstellung
einer Arbeitsplatte 11. Die Zylinderstifte sind von Führungen
mit Abstreifern 12 umfasst, welche das Eindringen von Fremdstoffen
verhindern. Bei der Drehachse besteht die Forderung, dass diese
leichtgängig
sein muss. Eng anliegende Dichtungen, wie zum Beispiel O-Ringe,
beispielsweise aus Gummi, könnten
zu viel Gleitreibung erzeugen, welche die Bedienung der Höhenverstellung
stören.
Ferner bewirkt eine Haftreibung ein rückstellendes Drehmoment nach
Verdrehung der Achse, wodurch ein einmal in den Fokus gebrachtes
mikroskopisches Objekt nach dem Loslassen des Drehknopfes wieder
aus der Fokusebene herausgleiten würde. Aus diesem Grunde wird
zur Lagerung der Drehachse eine Gleitbuchse 13 verwendet,
welche nicht als hochdichtendes Bauteil ausgebildet ist. Die Schutzart
der Mechanik-Kammer 2 ist also relativ gering, was wegen
der geringeren Dichtungsanforderungen der Mechanik (siehe obige
Tabelle) bei Verwendung rostfreier Materialien nicht weiter stört.
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Die
Optik-Kammer 3 ist nach unten gegen die Mechanik-Kammer 2 durch
eine geschlossene Wand 19 getrennt. Ein O-Ring 14,
am Okular 15 anliegend, dichtet die Optik-Kammer 3 dort
nach außen
ab. Richtung Objektive 16 befindet sich ein Glasfenster 17,
welches mit einem dichtenden Klebstoff gehalten wird. Die Objektive 16 selber
werden in Standardausführung
hergestellt und enthalten keinen weiteren Schutz. Sie sind daher
als Verschleißteile
zu betrachten. Die Schutzart der Optik-Kammer 3 beträgt mindestens
IP64. Ein Kondensor 4 ist ebenfalls als eine Optik-Kammer
anzusehen und wird entsprechend abgedichtet.
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Ein
seitlich an das Gehäuse 18 angeschraubter
Deckel (nicht dargestellt) enthält
entweder eine am Rand umlaufende Rundschnur oder nimmt eine eingelegte
Flachdichtung auf. In der Dichtung 7 und in der Wand 19 befinden
sich Löcher
zur Durchführung
von elektrischen Leitungen. Die Dichtung in den Löchern erfolgt
mit einer handelsüblichen
dichtenden Kabeldurchführung
oder einfach mit einem elastischen Klebstoff. Die Elastizität des Klebstoffes
erlaubt einen Druckausgleich zwischen den Kammern des Dichtungssystems.
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- 1
- Elektronik-Kammer
- 2
- Mechanik-Kammer
- 3
- Optik-Kammer
- 4
- Kondensor
- 5
- Deckel
- 6
- Flachdichtung
- 7
- Membran
- 8
- Zylinderstifte
- 9
- Drehachse
- 10
- Drehknopf
- 11
- Arbeitsplatte
- 12
- Abstreifer
- 13
- Gleitbuchse
- 14
- O-Ring
- 15
- Okular
- 16
- Objektive
- 17
- Glasfenster
- 18
- Gehäuse
- 19
- Wand
