DE2239620A1 - Projektions-einrichtung zum belichten von kugeloberflaechen - Google Patents

Description

Friedrichshafen

Projektions-Einrichtung zum Belichten von Kugeloberflächen

Die Erfindung betrifft eine Projektions-Einrichtung zum Belichten kugeliger Oberflächen mit einem Muster, 2. B. einem durch Ätzen bzw. chemisch oder elektrochemisches Fräsen zu bearbeitendem Rillenmuster·

Als Beispiel hierfür seien die Spiralrillenlager genannt, die häufig fUr Schnellaufende Geräte, wie Kreisel, Zentrifugen usw., verwendet werden· Sie arbeiten nach dem Prinzip einer drehbaren Welle und einem stillstehenden Stützglied. Die drehbare Welle weist dabei ein kugelig ausgebildetes Wellenende auf, das an seiner Oberfläche mit spiralförmig verlaufenden, untereinander gleichen Nuten versehen ist, die vom Äquator zum Pol der Kugel hin aufgebracht sind. Das Gegenstück dieser Kugel bildet eine Kugelpfanne ohne Spiralrillen· Zwischen der Kugelpfanne und dem drehenden kugeligen Wellenende bildet sich aufgrund der Förderung von Schmiermittel durch die spiralförmigen Nuten zwischen den beiden Lagergieitflächen ein tragender Schmierfilm. Dieser tragende Schmierfilm verhindert eine Kontaktreibung der Lagergleitflächen während des Betriebes solcher Spiralrillenlager·

Das Herstellen von spiralförmigen Nuten auf der kugeligen Oberfläche wird in bekannter Weise durch Belichten der Kugeloberfläehe mit dem Bild eines Nutmusters ausgeführt, wobei die Kugeloberfläche

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mit einer lichtempfindlichen Emulsion Überzogen ist. Üblicherweise wird das Bild mittels Diapositiv auf die Kugeloberflüche projiziert. Dabei ergeben sich Schwierigkeiten bei der Abbildung auf der Kugeloberfläche, vor allem in äquatorialen Bereich der Kugel, da bei streifenden Einfall der projezierenden LichtbUndel nahe dem Kugelöquotor keine exakte Trennung der Bildstrukturen möglich ist. Außerdem wird die Belichtungsstärke gegenüber den Polpartien stark herabgesetzt. Diese ungenaue Belichtung auf der Kugeloberfläche verursacht bei dem nochfolgenden Ätzen oder chemischen Fräsen ungenaue Breitenverhältnisse der einzelnen Nuten.

Da aber gerade in Äquatorialbereich der Kugel die Wirkung der spiralförmig verlaufenden Schmiernuten durch die größte Umfangsgeschwindigkeit sehr groß ist, erhebt sich die Forderung nach möglichst großer Genauigkeit der Nutenausbildung in diesem Bereich.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, das Nutmuster mit Hilfe einer Projektionseinrichtung exakt bis zum Äquator der Kugel zu projizieren, um dadurch eine möglichst genaue Nutenform Über den gesamten halbkugeligen Bereich zu erhalten.

Das Ziel der Erfindung wird dadurch erreicht, daß in der Projektionseinrichtung zwischen einer Kondenserlinse mit nachfolgender Bildbuhne und dem Projektiv eine Aperturblende angeordnet und ihre lichtdurchlässige öffnung so besessen ist, daß nur diejenigen Lichtstrahlen zur Bildentstehung auf der Kugeloberfläche beitragen, die einen möglichst kleinen Winkel zur betreffenden Flächennormalen des Bildes haben.

Mit der genannten Anordnung einer Belichtungseinrichtung ist es möglich, Nutmuster zu projizieren, die vom Pol bis zum Äquator der* Halbkugel genau abgebildet werden und damit fUr die nachfolgende cheni-

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sehe Bearbeitung die Voraussetzung schaffen, daß eine genaue Nutenfora und Ausbildung erreicht wird.

Anhand der Zeichnung sei ein Ausfuhrungsbeispiel der Belichtungseinrichtung näher erläutert.

Die Figur stellt schematisch den Aufbau der Belichtungseinrichtung dar« In einer Aufnahmevorrichtung 2 sind eine Lichtquelle 1, eine Kondensorlinse 3, eine Bildbuhne 4, eine Aperturblende 5, ein Projekt!ν 6 sowie die zu belichtende Kugel 7 angeordnet. Das Strahlenbündel des Lichtes durch die Belichtungseinrichtung ist in dünn ausgezogenen Linien gezeigt.

Die Lichtquelle 1 ist in Üblicher und daher nicht näher beschriebener Weise zeitlich steuerbar. Das von ihr ausgehende divergente Strahlenbündel wird durch die folgende Kondensorlinse 3 konvergent umgelenkt. Die Bildbuhne 4, in der sich ein Diapositiv 4' «it dem auf der KugeL-oberiläche 7 abzubildenden Muster befindet, ist der Kondensorlinse 3 nachgeschaltet und liegt in konvergenten Strahlenbereich der Kondensorlinse 3. Im Brennpunkt der Kondensorlinse 3 befindet sich eine Aperturblende 5, deren lichtdurchlässige öffnung 5* die öffnung des abbildenden Strahlenbündels begrenzt. Zwischen Aperturblende 5 und Kugel 7 befindet sich ein Projektiv 6 als abbildendes System des Rillenausters auf die «it einer lichtempfindlichen Schicht versehene Kugeloberfläche. Durch die genannte öffnung 5* der Aperturblende 5 wird die öffnung des abbildenden Strahlenbündels begrenzt und damit die am Äquator der Kugel tangierenden Strahlen vorher absorbiert. Dadurch treffen nur solche Lichtstrahlen auf die Kugeloberfläche, die einen Winkel 8 zur betreffenden Flächennormalen und abbildenden LichtbUndel bilden. Aufgrund dieser Anordnung ist es möglich, eine genaue Projektion des Rillenausters auf der Kugeloberfläche herzustellen, die mindestens die Hälfte der

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Kugel umfaßt und auch im Bereich des Kugeläquators die geforderte Genauigkeit gewährleistet. Es ist sogar eine Abbildung des Musters bis zu einem gewissen Bereich Über den Äquator hinaus möglich.

Zum genauen Einstellen der optischen Elemente, wie Linsen, Blende und Bildbuhne ist hierfür die Aufnahmevorrichtung 2 so ausgeführt, daß eine in axialer Richtung parallele Verschiebung der einzelnen Elemente an den beiden Führungsschienen, die in ihrer Lage fixiert sind, ohne weiteres möglich ist. Selbstverständlich ist ein Auswechseln der Linsen gegen andere möglich, so daß Kugeloberflächen verschiedenster Größe belichtet werden können.

1. 8. 1972
El/ro

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Claims (1)

Patenten spruch: Projektions-Einrichtung zum Belichten von Kugeloberflächen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Projektions-Einrichtung zwischen einer Kondensorlinse (3) mit nachfolgender Bildbuhne (4) und dem Projektiv (6) eine Aperturblende (5) angeordnet und ihre lichtdurchlässige öffnung (5*) so bemessen ist, daß nur diejenigen abbildenden Strahlen zur Bilderzeugung zugelassen werden, die den kleinsten Winkel (8) zur betreffenden Flächennormalen des Bildes auf der Kugeloberfläche haben.

1. 8. 1972
El/ro

4JbSOb/0643

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