DE2318769C3 - Vorrichtung zum Justieren und Feststellen von Teilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Justieren und Feststellen von Teilen, insbesondere eines optischen Systems, der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Insbesondere bei optischen Systemen gibt es viele Teile, bei denen eine Feinjustierung erforderlich ist. Dabei ist es üblich, eine solche Feinjustierung, beispielsweise einer Trägerplatte für die Elemente des optischen Systems, mittels einer Kombination von Muttern und Federn vorzunehmen. Eine solche Art der Justierung ist jedoch nicht ausreichend zuverlässig.

Aus dem Lehrbuch von Otto Preiss ELSZ »Konstruktionselemente der Feinmechanik« (Göttingen 1931) ist eine Vorrichtung zum Justieren und Feststellen von Teilen der angegebenen Gattung bekannt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 48 dieses Lehrbuchs sind an einem Hauptrahmen Schrauben befestigt, die durch öffnungen in den zu justierenden Teil, in diesem Fall einer Libelle, ragen; auf die Schraube sind halbkugelförmig ausgebildete Muttern aufgeschraubt, die von beiden Seiten in halbkugelförmig ausgebildeten Aussparungen gegen das Halterungsele- <>5 ment der Libelle anliegen. Durch Lösen der einen Mutter und gleichzeitiges Nachstellen der anderen Mutter läßt sich der Libellenkörper verschieben, wie auf

S. 23 erläutert wird. Offensichtlich dienen also beide Muttern gleichzeitig als Feststellmutter und Justiermutter.

Eine solche Vorrichtung hat folgende Nachteile: An den Eingriffstellen zwischen dem Halterungselement der Libelle und den beiden Justiermuttern kann ein Kräftepaar auftreten, wenn die Libelle gegen die Schraube geneigt ist Ein solches Kräftepaar verzieht jedoch das optische System, so daß insbesondere dann, wenn eine Feinjustierung erforderlich ist, verhindert werden muß, daß ein solches Kräftepaar überhaupt entstehen kann. Außerdem ist die Feinjustierung eines optischen Systems mit der bekannten Vorrichtung relativ aufwendig und zeitraubend, da nacheinander folgende Schritte durchgeführt werden müssen: Die eine Mutter wird auf die Schraube aufgeschraubt und gegen die eine Fläche des Halterungselementes der Libelle verschoben, bis die Stelle erreicht ist, in der das optische System justiert ist Dann wird die andere Mutter, die in diesem Fall als Feststellmutter dient, soweit angezogen, daß die Lage des Halterungselementes genau fixiert ist Erst dann läßt sich jedoch feststellen, ob das optische System feinjustiert ist. Ist das nicht der Fall, so müssen beide Schrauben nochmals gelöst und verschoben werden, um die Feineinstellung durchzuführen, da der hierfür geeignete Punkt erst dann genau festliegt, wenn beide Schrauben angezogen sind. Dieses Verfahren ist jedoch relativ zeitraubend, da unter Umständen mehrere geringfügige Verschiebungen des Halterungselementes unter Lösen und Anziehen beider Schrauben durchgeführt werden müssen, bis das optische System die optimale Lage erreicht hat.

Der Erfindung lieg ι deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Justieren und Feststellen von Teilen, insbesondere eines optischen Systems, der angegebenen Gattung zu schaffen, bei der einmal das oben erwähnte nachteilige Kräftepaar nicht auftreten kann, zum anderen sich die Feinjustierung rasch und einfach durch Einstellen einer Schraube durchführen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere in folgender Funktionsweise: Auf einer Seite des Teils wird die Feststellmutter soweit angeschraubt daß ein Abstandsformstück mit einer Schneide durch eine Fe' -r gegen das Teil gedrückt wird. Gleichzeitig wird von der anderen Seite her die halbkugelförmig ausgebildete Justiermutter gegen das Teil geschraubt. Da das Teil also immer in Anlage an die Justiermutter vorgespannt ist, läßt sich durch Verschiebung der Justiermutter auf der Schraube eine sehr genaue Feineinstellung durchführen. Ist dann die richtige Lage des Teils erreicht, so wird die Feststellmutter gegen das Abstandsformstück angezogen, ohne daß dadurch die Lage des Teils nochmals verändert wird. Das heißt also, daß die Feinjustierung sich nur durch Verschieben der Justiermutter durchführen läßt, da das Teil immer federnd gegen die Justiermutter gedrückt bleibt, so daß sich eine eindeutig definierte, durch Anziehen der Feststellmutter nicht mehr beeinflußbare Lage ergibt. Da weiterhin die Schneide des Abstandsformstücks durch die Feder bzw. die Feststellmutter gegen das Teil gedrückt wird, während die kugelförmig ausgebildete Justiermutter an zvei Punkten zur Anlage an der konischen Aussparung kommt, wirkt nur in Richtung der Schraube eine Kraft, so daß

keine Kräftepaare auftreten können. Dadurch können wiederum keine Drehmomente in verschiedenen Richtungen auf das optische System einwirken, so daß dieses frei von Verzerrungen bleibt, die sonst das Teil nach dem Justieren noch fehlerhaft ausrichten können. Weiterhin wirken die Feststellmuttern und die Justiermuttern wie Doppel- bzw. Kontermuttern, so daß die Verbindung zwischen den einzelnen Teilen sich nicht lockern kann. Und schließlich läßt sich durch entsprechende Ausgestaltung der Abstandsformstücke selbst dann eine starre Verbindung herstellen, wenn das Teil gegen den Hauptrahmen oder gegen die Schraube geneigt ist.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die sehematischen Zeichnungen näher erläutert. Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird dabei mit einer üblichen Justier- und Feststellvorrichtung für einen sphärischen Spiegel eines Faksimilesenders verglichen. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Trägerplatte für einen sphärischen Spiegel, der am Rahmen eines Gerätes mit einer Vorrichtung nach der Erfindung justiert und festgestellt wird;

Fig.2 eine Darstellung zur Erläuterung einer üblichen Vorrichtung zur Justierung und Feststellung eines Teils;

F i g. 3 einen Schnitt durch die Vorrichtung nach der Erfindung;

Fig.4 eine perspektivische Ansicht eines Abstandformstückes, wie es bei der Vorrichtung nach der Erfindung verwendet wird;

Fig.5 eine Ansicht zur Erläuterung der Befestigung des Trägers des sphärischen Spiegels am Rahmen in geneigter Stellung;

Fig.6 eine Draufsicht auf ein exzentrisches Abstandsformstück; und

Fig.7 eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausgestaltung des Abstandsformstücks.

F i g. 1 zeigt einen sphärischen Spiegel 3, der mit einer Trägerplatte 4 fest verbunden ist. Die Trägerplatte 4 wird in einer zu einem Hauptrahmen 5 geeigneten Stellung justiert und festgestellt. Das von einer Lichtquelle 1 ausgehende Licht wird von einem Original A reflektiert und dann über einen Spiegel 2 auf den sphärischen Spiegel 3 geworfen. Das Licht wird an dem sphärischen Spiegel 3 reflektiert und trifft auf einen Lichtempfänger 14, in dem es in einen Photostrom, d. h. ein der Lichtintensität proportionales elektrisches Signal, umgesetzt wird. Die Trägerplatte 4 weist Justieröffnungen AA (Fig.2) und eine Öffnung 4ß auf, durch die der einfallende und austretende Lichtstrahl verlaufen.

Bei einer in Fig. 2 gezeigten üblichen Justier- und Feststellvorrichtung ist eine geeignete Anzahl von Stiften 6 am Hauptrahmen 5 befestigt. D>. Trägerplatte 4 für den sphärischen Spiegel sitzt auf den Stiften 6. Die Stifte 6 ragen dabei durch die in der Platte 4 vorgesehenen Justieröffnungen 4/4. Die Einstellung der Trägerplatte 4 erfolgt mittels der über die Stifte 6 geschobenen Federn 7 und der auf den Stiften vorgesehenen Muttern 8, wobei sich die Federn 7 zwischen der Trägerplatte 4 jnd dem Hauptrahmen 5 befinden. Die Muttern 8 sind auf der anderen Seite der Trägerplatte aufgeschraubt. Nach der Justierung der Lage der Trägerplatte 4 werden die Muttern 8 auf den Stiften 6 durch Kleben fixiert.

Nachdem die Trägerplatte des sphärischen Spiegels mit dieser Vorrichtung justiert und festgestellt ist, ist die Trägerplatte 4 in bezug auf die Muttern 8 in der richtigen Stellung fixiert Eine Justierung der Platte 4 in bezug auf die Federn 7 ist jedoch nicht mit hinreichender Starrheit möglich, dies beruht vor allem daiauf, daß die Platte 4 von den Federn 7 nachgiebig gehaltert wird. Folglich ist diese Art der Justierung und Feststellung nicht genau genug Da außerdem zwischen dem Stift 6 und der öffnung AA immer Spielraum vorhanden ist, hat die Platte 4 beim Aufsetzen auf die Stifte 6 ein bestimmtes Spiel. Dies ist bei einer Vorrichtung, mit der Feinjustierungen durchgeführt werden müssen, von Nachteil. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung werden diese Nachteile einer üblichen Justier- und Feststellvorrichtung, die auf einer Verbindung von Federn und Muttern beruht, vermieden.

F i g. 3 zeigt eine Justiermutter 9 mit einer kugelkalottenförmigen Abrundung 9/4, die auf der Innenseite der Trägerplatte 4 des Spiegels auf einen Stift 6 aufgeschraubt ist. Die in der Trägerplatte 4 vorgesehene Justieröffnung 4A weist eine konische Aussparung 10 auf. Die kugelförmige Abrundung 9/4 der Justiermutter 9 paßt in die konische Aussparung 10, so daß zwischen der Trägerplatte 4 und der Justiermutter 9 eine Linienverbindung entsteht.

Auf der anderen Seite der Trägerplatte 4 ist auf dem Stift 6 ein Abstandsformstück 11 vorgesehen. Das Abstandsformstück fl weist eine Bohrung IM auf, durch die der Stift 6 ragt. Die Form des Abstandsformstückes 11 ist in F i g. 4 gezeigt. Es weist eine gerade Schneide 1 Iß auf, die die Oberfläche der Trägerplatte 4 berührt. Gegenüber der Schneide llß hat das Abstandsformstück U eine Planfläche. Über dem Stift 6 ist eine Feder 12 vorgesehen, von der ein Ende gegen die Planfläche des Abstandsformstückes drückt, während das andere Ende in einer Vertiefung 13Λ in einer auf den Stift aufschraubbaren Feststellmutter 13 gehalten wird.

Im folgenden wird erläutert, wie die Trägerplatte für den Kugelspiegel mit dieser Vorrichtung justiert und festgestellt wird. Selbstverständlich weist die Vorrichtung mehrere Stifte und andere Bauteile auf, um die Trägerplatte am Hauptrahmen zu justieren und festzustellen. Die Stifte und die zugehörigen Bauteile gleichen einander in Aufbau und Funktion, so daß nur die Funktion eines Stiftes erläutert wird.

In F i g. 3 ist die obere Hälfte der Feststellmutter 13 in einer Stellung gezeigt, in der sie nicht angezogen ist. Bei dieser Stellung der Feststellmutter 13 kann die Justiermutter 9 gedreht werden, um die Stellung der Trägerplatte 4 des Kugelspiegels zu justieren. Gleichzeitig drückt das Abstandsformstück 11 infolge der Federkraft 12 gegen die Trägerplatte 4. Dadurch wird die Verbindung von Trägerplatte 4 und Justiermutter 9 aufrechterhalten. Nun wird die Feststellmutter 13 angezogen, wie in Fig.3 an der unteren Hälfte der Mutter 13 gezeigt ist. Damit werden die übrigen Bauteile der Vorrichtung fixiert. Die Feststellmutter 13 und die Justiermutter 9 wirken wie Doppelmuttern oder Kontermuttern, so daß eine Lockerung der Bauteile verhindert wird.

Soll die Trägerplatte 4 durch Schwenken um ihre horizontale Achse (in Fig. 1 Richtung B) justiert werden, so wird das Abstandsformstück 11 so angeordnet, daß die Schneide llß horizontal liegt, wie in Fig. 1 gezeigt ist. Soll die Trägerplatte 4 durch Schwenken um ihre vertikale Achse (in F i g. 1 Richtung C) justiert werden, ist die gerade Schneide llß vertikal

angeordnet. Soll eine Justierung in einer anderen Richtung erfolgen, ist das Abstandsformstück 11 so angeordnet, daß die Schneide 11 ß parallel zu der Achse, um die die Trägerplatte zum Justieren gekippt wird, liegt. Durch diese Anordnung wirkt beim Anziehen der Feststellmutter 13 auf die Trägerplatte 4 nur eine Kraft in Richtung des Stifts 6. Dadurch werden Kräftepaare oder Drehmomente in verschiedenen Richtungen auf das optische System vermieden, so daß dieses verzerrungsfrei bleibt. Eine fehlerhafte Ausrichtung der Trägerplatte des Kugelspiegels nach dem Justieren wird dadurch vermieden.

Fig. 1 zeigt eine Justier- und Feststellvorrichtung gemäß der Erfindung, die an den gegenüberliegenden Seiten der Trägerplatte angebracht ist, und eine übliche Vorrichtung, die in einer Mittenstellung angebracht ist. Damit wird gezeigt, daß die Trägerplatte in einem ausreichenden Maß festgestellt werden kann, wenn Justierungen zu den beiden gezeigten Stellungen vorgenommen werden.

1st die Justiermutter 9 so geformt, daß sie die Oberfläche der Trägerplatte 4 berührt, wie mit den gestrichelten Linien 9' in Fig. 5 gezeigt ist, kommt es zwischen der Justiermutter 9' und der Trägerplatte 4 zu einer Punktberührung, wenn die Trägerplatte 4 in bezug auf den Hauptrahmen 5 oder den Stift 6 in einer geneigten Stellung festgestellt wird. Dadurch wirken auf die Trägerplatte 4 verschiedene Kräftepaare ein, die die Bauteile des optischen Systems ungünstig beeinflussen.

Gemäß der Erfindung besteht zwischen der kugelförtrugen Abrundung 9/4 der Justiermutter 9 und der konischen Aussparung 10 in der Trägerplatte 4 eine t.inicnvcrbindung. Diese Verbindung bleibt über einen weiten Bereich bestehen, auch wenn die Platte 4 gegen den Stift 6 geneigt ist. Dadurch wird das Entstehen von Kräftepaaren verhindert.

Wird die Trägerplatte 4 stark gegen den Stift 6 geneigt, stimmt die Berührungsstelle der Kante llfldes Abstandsformstückes 11 auf der Trägerplatte 4 nicht mehr mit dem Zentrum der Linienverbindung zwischen Justiermutter 9 und Trägerplatte 4 überein. Durch diesen Fluchtungsfehler können verschiedene Kräftepaare hervorgerufen werden. Um diesen Zustand zu vermeiden, kann die Schneide llßdes Abstandsformstückes 11 in bezug zur Bohrung 11Λ exzentrisch angeordnet sein, wie in F i g. 6 gezeigt ist. Wird ein derartiges Abstandsformstück verwendet, kann die Berührungsstelle der Schneide 1 Iß des Abstandsformstückes 11 auf der Trägerplatte 4 im wesentlichen zur Fluchtung mit dem Zentrum der Linienverbindung zwischen der Justiermutter 9 und der Platte 4 gebracht werden. Dadurch können keine unterschiedlich angreifenden Kräftepaare entstehen.

Fig. 7 zeigt ein Abstandsformstück 11, das an zwei gegenüberliegenden Seiten gerade Schneiden 1IS und HC aufweist. Die beiden Schneiden stehen dabei in einem rechten Winkel zueinander. Bei diesem Abstandsformstück berührt die Schneide Ilßdie Trägerplatte 4 des Kugelspiegels, während die Schneide HC die Feststellmulter 13 berührt, nachdem diese angezogen ist. Dadurch entsteht zwischen dem Abstandsformstück 11 und der Feststellmutter 13 eine Linienverbindung, wodurch keine Deformierung zwischen beiden entstehen kann.

Wie aus der Erläuterung hervorgeht, ist die Justier- und Feststellvorrichtung gemäß der Erfindung starr, da das zu justierende Bauteil und das Feststellteil gegeneinander in axialer Richtung auf den Stift geklemmt werden. Dadurch entstehen auch dann keine unterschiedlichen Kräftepaare, wenn das zu justierende und festzustellende Teil gegen den Hauptrahmen oder den Stift geneigt ist. Dadurch wird eine störende Wirkung auf die Teile des optischen Systems vermieden.

Selbstverständlich kann die Vorrichtung gemäß der Erfindung auch verwendet werden, um neben einer Trägerplatte eines Kugelspiegels andere Teile eines optischen Systems bzw. Teile irgendeines anderen Systems, bei dem eine Feinjustierung erforderlich ist, zu justieren und festzustellen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Justieren und Feststellen von Teilen, insbesondere eines optischen Systems, bei denen eine Feinjustierung erforderlich ist, mit an einem Hauptrahmen befestigten Schrauben, die durch öffnungen in dem zu justierenden Teil ragen, mit halbkugelförmig ausgebildeten, zur Einstellung der Lage dienenden Justiermutter, die auf einer Seite des Teils in eine Aussparung eingeschraubt werden, und mit Feststellmuttern auf der anderen Seite des Teils, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (10) konisch ausgebildet sind, daß auf der den Justiermuttern (9) gegenüberliegenden Seite des Teils (4) auf den Schrauben (6) Abstandsformstücke (11) mit einer geraden, gegen das Teil (4) stoßenden Schneide (11 B) vorgesehen sind, und daß die Abstandsformstücke (11) während des Justierens gegen das Teil (4) durch auf den Schrauben (6) angebrachte Federn (12) vorgespannt sind, während die anderen Enden der Federn (12) gegen die Feststellmuttern (13) anliegen.

2. Vorrichtung zum Justieren und Feststellen von Teilen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Feststellmutter (13) eine die Feder (12) aufnehmende Vertiefung aufweist und zur Erzeugung einer Klemmkraft in Anlage an dem Abstandsformstück (11) ist, wobei die Feder (12) vollständig in der Vertiefung aufgenommen ist.

3. Vorrichtung zum Justieren und Feststellen von Teilen nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstandsformstücke (11) an den gegenüberliegenden Seiten zwei gerade Schneiden (11S und HQaufweisen, die im rechten Winkel zueinander verlaufen, wobei bei angezogener Feststellmutter (13) eine Linienverbindung zwischen dem zu justierenden und festzustellenden Teil (4), dem Abstandsformstück (11) und der Feststellmutter (13) entsteht.