DE2166249A1 - Allseitig kippbare lagerung eines optischen geraets auf einem traeger - Google Patents

Description

auf einem Träger"

Die Erfindung bezieht sich auf eine allseitig kippbare Lagerung eines optischen Gerätes auf einem Träger. Verwendet man hierfür Kugeloder Kreuzgelenke, dann werden bei jeder Relativkipp bewegung gegenseitige Drehmomente wirksam, die durch die Lagerreibung der Gelenkkugel oder der Gelenkzapfen bedingt sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, derartige Drehmomente zu verhüten.

Zwar kann man diese Aufgabe weitgehend durch Verwendung von Luftlagern lösen; die Erzeugung von Druckluft führt jedoch häufig zu unerwünschten Schwierigkeiten, denn Luftverdichter haben ein hohes

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Oppenauer Büro.· PATENTANWALT DR. REINHOLD SCHMIDT

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Gewicht und arbeiten meistens geräuschvoll und mit hohen Erschütterungen.

Erfindungsgemäss ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass das optische Gerät mittels eines Wälzlagers auf einem angetriebenen Läufer um dessen Achse drehbar gelagert ist, und dass dieser Läufer auf einer im Träger gelagerten angetriebenen Welle durch ein dynamisch abgestimmtes Federkardangelenk befestigt ist, dessen Kardankörper mit dem Läufer und der Welle durch Federn derart verbunden ist, dass er relativ zur Welle unter Verformung einiger Federn um eine zur Wellenachse senkrechte erste Kardanachse schwenkbar und der Läufer relativ zum Kardankörper unter Verformung anderer Federn um eine zur Läuferachse und zur ersten Kardanachse senkrechte zweite Kardanachse schwenkbar ist.

Der Läufer kann einen Kreiselläufer bilden und dementsprechend eine verhältnismässig hohe Masse haben. Er stabilisiert dann in bekannter Weise das optische Gerät im Raum.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht. In dieser ist ein Axialschnitt durch das schematisch angedeutete optische Gerät, den Träger und das Federkardangelenk wiedergegeben.

Der Träger besteht aus einem Stativ, in welchem eine um eine lotrechte Achse A umlaufende Welle 10 gelagert ist. Diese Welle wird durch einen Elektromotor mit einer ganz bestimmten Drehzahl angetrieben. Sie ragt in den Innenlaufring 110 eines Kugellagers hinein, dessen Aussenlaufring das optische Gerät 12 trägt. Dieses ist nur

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schematisch angedeutet. Das Kugellager ist gleichachsig zur Welle 10 angeordnet. Der Innenlaufring 110 ist relativ zur Welle 10 um zwei einander schneidende Kardanachsen B und C kippbar, kann sich aber relativ zur Welle 10 um die Achse A nicht drehen, die durch den Schnittpunkt der beiden Kardanachsen senkrecht zu diesen verläuft. ■

Der Innenlaufring 110 umgibt einen zweiteiligen Kardankörper, der aus einem oberen topfförmigen Teil 26 und einem in diesen eingeschobenen unteren Teil 25 besteht und einen allseitigen Abstand von der Nabe 16 und dem Innenlaufring 110 einhält. Durch Blattfedern, die nachstehend im einzelnen erläutert werden, sind die drei Bauteile des Federkardangelenks, nämlich die Nabe 16, der Kardankörper 25, 26 und der Innenlaufring 110 so miteinander verbunden, dass der Innenlaufring und der Kardankörper um die Kardanachse B relativ zueinander kippen können, während der Kardankörper und die Nabe 16 um die zweite Kardanachse C relativ zueinander kippen können. Die Kardanachse B liegt in der Zeichenebene und die Kardanachse C steht senkrecht darauf.

Der obere Flansch des Kardankörpers hat radiale, aussen offene Schlitze, die in der Zeichenebene liegen. Diese Schlitze nehmen die äusseren Enden von lotrechten Blattfedern 20 auf. Auch der untere Flansch des Kardankörpers hat zwei solche Schlitze. In diesen sind die unteren Enden von Blattfedern 20 eingesteckt und befestigt. Die anderen Enden der beiden Blattfedern liegen an einem Segment 14 an, das am Innenlaufring 110 befestigt ist. Zu diesem Zweck können die lotrechten Blattfedern 20 von einem waagerechten Blattfederstreifen abgekantet sein, der mittels eines Klemmkörpers 15 auf

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dem Segment 14 befestigt ist, das seinerseits am Innenlaufring fest angebracht ist, zum Beispiel mit Hilfe von Befestigungsmitteln 112.

Die vier Blattfedern 20, die, in der Zeichenebene liegend, den Kardankörper 25, 26 mit dem Innenlauf ring 110 verbinden, gestatten eine relative Kippbewegung um die Kardanachse B, sind jedoch unnachgiebig gegenüber Kräften, die den Innehlaufring 110 und den Kardankörper 25, 26 in Richtung der Achse A realtiv zueinander zu verschieben suchen.

Auf der Nabe 16 ist durch einen Ring 17 der Mittelteil einer ebenen Blattfeder 38 befestigt. Von diesem Mittelteil gehen vier im Winkelabstand von 90 angeordnete Arme ab, deren äussere Enden am Laufring 110 befestigt sind. Die Feder 38 ist unnachgiebig gegenüber radial wirkenden Kräften, die eine Relatiwerschiebung zwischen dem Laufring 110 und der Nabe 16 zu bewirken suchen. Jedoch gestattet die Feder 38 die relativen Kippbewegungen der Nabe zum Laufring 110 um die Kardanachsen B und C.

Die Nabe 16 hat zwei radiale Arme, die in der Richtung der Achse C nach aussen ragen und an ihren Enden je zwei Blattfedern tragen, die ähnlich gestaltet und angeordnet sind, wie die Blattfedern 20. Die Enden dieser Blattfedern sind nämlich in aussen offenen radialen lotrechten Schlitzen befestigt, die, am oberen und unteren Flansch des Kardankörpers 25, 26 vorgesehen sind. Diese Blattfedern liegen in der die Achsen A und C aufnehmenden Ebene. Sie sind unnachgiebig gegenüber Kräften, welche den Kardankörper 25, 26 und die Nabe 16 in Richtung der Achse A relativ zu verschieben suchen. Sie gestatten jedoch eine relative Kippbewegung der Nabe und des Kardanköpers um die Achse C.

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Der Kardankörper 25, 26 ist also relativ zur Nabe 16 unter Verformung der nicht dargestellten Federn um die Kardanachse C drehbar, während der Laufring 110 relativ zum Kardankörper 25, 26 unter Verformung der Federn 20 um die Kardanachse B drehbar ist. Die speichenähnlich angeordneten Arme der Feder 38 und die lotrechten Blattfedern verhindern daher eine gegenseitige translatorische Bewegung von Kardankörper, Laufring und Nabe.

Bei diesem Kardangelenk suchen die Federn bei niedriger Drehzahl oder im Ruhezustand den Laufring und die Welle in der gleichachsigen Lage zu halten oder sie mit einer gewissen Rückstellkraft in diese zurückzuführen, wenn sie einen Winkel miteinander bilden sollten. Wenn die Drehzahl der Welle 10 und des Innenlaufringes 110 aber einen bestimmten Wert einhält, auf den die Anordnung dynamisch abgestimmt ist, dann übt der um seine Kardanachse A und B schwingende Kardankörper 25, 26 auf den Laufring 110 und auf die Welle 10 Massenkräfte aus, die das Federrückstellmoment aufheben. Das hat dann zur Folge, dass auf den Laufring 110 keinerlei Kräfte wirken, die seine Umlaufachse zu kippen suchen. Bei geeigneter Abstimmung der Gelenk-Parameter und der Drehzahl ("dynamische Abstimmung") können also die durch das Gelenk zwischen den dadurch verbundenen Körpern 10 und 110 übertragenen Kippmomente im Idealfall zu Null gemacht werden. In diesem Falle entsteht keine Rückstellkraft bei einer gegenseitigen Kippbewegung der Welle 10 und des Lauf ringes 110.

Zum Zweck der dynamischen Abstimmung ist der Kardankörper mit einem in Richtung der Achse A verschraubbaren Gewicht 436 versehen. Mit Hilfe dieses Gewichtes kann das Trägheitsmoment des Kardankörpers

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- 6 genau eingestellt werden.

Das beschriebene dynamisch abstimmbare Federkardangelenk ist durch das DB-Patent 2 115 163 geschützt. Dort dient es der Lagerung eines Kreiselläufers. Auch im vorliegenden Falle kann die Masse des Innenlaufrings 110 so vergrössert werden, dass dieser Innenlaufring als Kreiselläufer wirkt. Er stabilisiert dann in an sich bekannter Weise das optische Gerät 12.

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Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   1 . Allseitig kippbare Lagerung eines optischen Geräts auf einem Träger, dadurch gekennzeichnet, dass das optische Gerät mittels eines Wälzlagers auf einem angetriebenen Läufer (12) um dessen Achse drehbar gelagert ist, und dass dieser Läufer auf einer im Träger gelagerten angetriebenen Welle (10) durch ein dynamisch abgestimmtes Federkardangelenk befestigt ist, dessen Kardankörper (24) mit dem Läufer (11) und der Welle (10) durch Federn derart verbunden ist, dass er relativ zur Welle unter Verformung einiger Federn (22, 38) um eine zur Wellenachse senkrechte erste Kardanachse (B) schwenkbar und der Läufer (12) relativ zum Kardankörper (24) unter Verformung anderer Federn (20, 38) um eine zur Läuferachse und zur ersten Kardanachse senkrechte zweite Kardanachse (C) schwenkbar ist.
2. 2. Lagerung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer einen Kreiselläufer bildet.
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