DE2506929A1 - Einstellbarer steuernocken - Google Patents

Description

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D-8023 München-Pullach, Wiener Str. 2; Tel. ,063) 7 93 30 71; Telex 521214/ d-os d; Cables: «Patentibus» München

Diplom Ingenieure

:¹⁸· Februar 1975

Cecil Instruments Manufacturing Limited, Milton Industrial Estate, Cambridge Road, Milton, Cambridge CB4 4AZ _t

Einstellbarer Steuernocken

Die Erfindung betrifft einen einstellbaren Steuernocken, insbesondere zur Fehlerkorrektur bei einem Doppelstrahl-Spektrofotometer.

Bei einem derartigen Instrument ergibt sich eine Schwierigkeit aus der Ungleichmäßigkeit der optischen Komponenten, da selbst wenn keine Probe oder Präparat in einem der beiden Strahlen vorhanden ist, nicht garantiert werden kann, daß die optischen Wege der beiden Strahlen eine gleiche oder konstante Dämpfung in dem Einstellbereich des Instrumentes aufweisen. Es ist folglich notwendig, ein Signal zu erzeugen, welches den Fehler an sämtlichen Punkten des Stellbereiches korrigiert und es wurden bisher verschiedene Verfahren verwendet um dies zu erreichen. So ist es beispielsweise bekannt, einen Nokken vorzusehen, der sich synchron mit der Steuerung des

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Einstellbereiches dreht und der verstellbar ist um ein gewünschtes Profil einem Nockenfolgeglied darzubieten, welches wiederum die Größe der Korrektur festlegt. Die Kontur des Nockens wird während der Herstellung der Maschine festgelegt und es kann während der Lebensdauer des Instrumentes ferner eine Neueinstellung erforderlich sein. Die zu diesem Zweck hergestellten Nocken jedoch weisen eine Anzahl von Nachteilen auf, und durch die vorliegende Erfindung soll ein einstellbarer Nocken geschaffen werden, bei dem die Nockenfläche durch eine Schneckenlinie aus federnd nachgiebigen Draht oder Bandmaterial gebildet ist.

Bei einer Ausführungsform nach der Erfindung ist die Schneckenlinie aus enggebundenem Federstahldraht geformt und durch eine im Abstand zueinander angeordnete Reihe von Trägern gehalten.

Bei dieser speziellen Ausführungsform sind die Träger auf einer Grundplatte gelagert und ihre senkrechten Entfernungen von der Grundplatte sind verstellbar. Schraubeneinrichtungen können vorgesehen sein, um die senkrechten Abstände einzustellen und die Träger können in Eingriff mit Schrauben stehen, welche kombinierte Lager und Einstelleinrichtungen bilden.

Für ein v/eiches Ansprechen des Nockenfolgegliedes sollte dieses derart bemessen sein, daß es mit mehr als einer Windung der Schneckenlinie in Eingriff gelangen kann. Es wurde gefunden, daß ein Nockenfolgeglied mit einem quadratischen Profil mit abgerundeten Ecken besonders zweckdienlich ist um der Schnekkenlinie zu folgen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsform näher erläutert, j Es zeigt:

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Fig. 1 eine skizzenhafte Draufsicht auf einen Teil eines Spektrofotometers mit einem Fehlerkorrektursystem, welches den erfindungsgemäßen Nocken enthält;

Fig. 2 eine Ansicht von der Unterseite des in dem Spektrofotometer gemäß Fig. 1 verwendeten Nockens; und

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Hälfte des Nockens gemäß Fig. 2 in der Richtung der Pfeile 3 III.

In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 den Monochromatorbauteil eines Doppelstrahl-Spektrofotometers. Der Raster des Instrumentes ist auf einer Vie lie 2 angeordnet, welche drehbar in einem Kugellager3in einem Lagerblock 4 gelagert ist, der an dem Monochromator 1 befestigt ist. Die Einstellung der Winkelstellung des Rasters wird durch die Bewegung einer Stange 5 durchgeführt, welche an der Welle 2 befestigt ist und zu diesem Zweck trägt die Stange einen Nockenfolgearm 6 der mit einem zylindrischen Nockenfolgeglied 7 versehen ist. Eine mit einer Gewindebohrung in der Stange 5 in Eingriff stehende Schraube 8 ist für die Feineinstellung der Lage des Nockenfolgegliedes 7 bezüglich der Stange 5 vorgesehen und eine Riegelmutter 9 dient dazu, die getroffene Einstellung festzulegen.

Das Nockenfolgeglied arbeitet mit dem Umfang.eines Nockens 10 auf einer Welle 11 zusammen, welche an dem Monochromator drehbar gelagert ist, und das Nockenfolgeglied 7 wird mit dem Nokken mittels einer Zugfeder 12 in Berührung gehalten, welche zwischen der Stange 5 und einem ortsfesten Ansatz 13 gespannt ist, der mittels einer der Befestigungsschrauben des Lagerblookes 4 festgehalten ist. Der Antrieb wird auf die Welle 11 über ein Zahnrad 14 übertragen, welches an letztere befestigt ist und es ist zu sehen, daß durch die Drehung der Vie lie 11 über den Nocken 10 die Winkelstellung der Welle 2 des Rasters

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geändert wird.

Das in den Zeichnungen veranschaulichte Spektrofotometer ist mit einem elektrischen Fehlerkoridrtursystem versehen und die diesem System zugehörigen Teile sind auf einer Platte 15 angeordnet, die an dem Monochromator 1 befestigt ist. Die Platte 15 dient ferner der Lagerung eines Antriebsritzels 16, welches mit dem Zahnrad 14 in Eingriff steht. Das Fehlersignal wird von einem Potentiometer 17 abgeleitet, welches durch eine Platte 18 gehalten ist. Diese Platte ist an einem Block 19 befestig der auf der Platte 15 angeordnet ist und der gleichzeitig dazu dient, einen Hebel 20 zu lagern, wobei letzterer schwenkbar auf einem horizontal angeordneten Lagerzapfen 21 angeordnet ist Eine Schwenkbewegung des Hebels 20 wird auf die Welle des Potentiometers 17 mittels des Eingriffs des Hebels unter eine Anschlagsstange 22 übertragen, die in einem rechteckigen Block 23 befestigt ist, welcher formschlüssig mit der Welle des Potentiometers verbunden ist. Eine Feder 24 verläuft zwischen der Stange 20 und einem vorstehenden Flansch 25 an der Platte 18 um den Eingriff des Hebels 20 mit der Stange 22 aufrechtzuerhalten. Es ist zu sehen, daß der Block 19 gleichzeitig auf der Platte 15 derart ausgerichtet ist, daß sich der Hebel 20 radial in Richtung der Welle 11 erstreckt und daß das der Welle benachbarte Ende des Hebels einen Nockenfolgeteil 26 trägt. Dieser Folgeteil ist drehbar auf dem Hebel mittels einer Schulterschraube 27 befestigt und derart angeordnet, daß er in Eingriff mit der Unterseite der Nockenspur 28 einer Nockenplatte 29 gelangt. ( vgl. die gestrichelten Linien in Fig. 1), welche auf der Welle 11 oberhalb der in durchgezogenen Linien veranschaulichten Bauteile bezüglich der Ebene der Zeichnung gelagert ist. Die Feder 24 liefert die erforderliche Kraft um den Folgeteil 26 gegen die Nockenspur 28 zu halten und letztere weist eine derartige Kontur auf, daß hierdurch die Winkelstellung der Welle des Potentiometers entsprechend der Winkelstellung der Nocken- ; platte 29 und folglich des Rasters des Instrumentes bestimmt

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Wie'oben bereits erwähnt hat das Fehlerkorrektursystem den
Zweck ein Signal zu erzeugen, welches ständig dem Differential
entspricht das zwischen den beiden Strahlen eines Doppelstrahl-Spektrofotometers vorliegt. Dieses Differential ist nicht von
Maschine zu Maschine genau vorhersagbar, so daß die Nockenspur
28 der Nockenplatte eine senkrecht zu der Ebene der Platte 29
verlaufende Kontur haben muß die verstellbar ist. Bei der
veranschaulichten Vorrichtung wird dieses Erfordernis dadurch
erfüllt, daß die Nockenspur 28 aus einer dichtgewundenen ! Schneckenlinie aus Federstahldraht geformt ist. Die Einrichtung gen mittels derer die Schneckenlinie gehalten wird ist aus den j Fig. 2 und 3 der Zeichnungen ersichtlich. i

In Fig. 2 sind zwei an den Enden liegende Nockenspurträger 30
und zehn dazwischenliegende Nockenspurträger 31 auf der Nocken-, platte 29 vorgesehen. Jeder der Träger 30 ist mit zwei Gewin- j debohrungen 30a und 30b versehen und jeder der Träger 31 ist |

I mit einer Gewindebohrung 31a versehen. Die Platte 29 ist mit I Bohrungen für die Aufnahme von 4 B.A. Schrauben 32 versehen, j welche in diese Gewindebohrungen eingreifen. Die Abstände der | Löcher in der Platte sind derart, daß die Mittellinien der ^! beiden an den Enden liegenden Träger 30 im Winkel von 15° zu- | einander liegen, wobei die Mittellinie jeder der unmittelbar j benachbarten Zwischenträger 31 von der Mittellinie des entspre-j chenden am Ende liegenden Trägers 30 in einem Abstand von 22,5°; liegt, und wobei die Abstände zwischen jedem benachbarten Paar ! von Zwischenträgern 33 1/3° beträgt. Jeder der Träger 30 und ! 31 ist aus 0,25 Zoll Messingstangen quadratischen Querschnitts j hergestellt und bei 33 mit einer Bohrung mit 0,12 Zoll Durch- i messer versehen, welche derart angeordnet ist, daß der Umfang ; der Bohrung um etwa 1/32 Zol}/aus dem Träger ausbricht. Eine ; zweckdienliche Länge einer dichtgewundenen Schneckenlinie aus :

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Federstahldraht mit 0,12 Zoll Außendurchmesser ist durch die Löcher 33 geführt, bis er die in gestrichelten Linien in Fig. veranschaulichte Stellung einnimmt. Dieser Längenabschnitt einer schnecklinienförmigen Windung bildet nun die Nockenspur 28 und im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 deren Verstellung beschrieben.

Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist jede der Schrauben 32 in dem entsprechenden Loch in der Platte 29 mittels eines Paares von Muttern 34, 35 gehalten, die gegeneinander verriegelt sind um einen Anschlag zu bilden. Jede Schraube 32 bildet somit einen Leitschraubenantrieb für den entsprechenden Träger und da sich die Träger nicht drehen können, da sie entweder mittels zwei Schrauben wie dies bei den Trägern 30 der Fall ist befestigt sind, oder da sie in Eingriff mit der Schneckenlinie stehen, können die Schrauben 32 gedreht werden um die Entfernung der Träger von der Platte zu verstellen. Auf diese Weise können die Konturen des Nockens in der gewünschten Weise eingestellt werden und der Nockenfolgeteil 26 kann dazu gebracht werden, jeder gewünschten Form zu folgen. Die Form des Nockenfolgeteiles 26 ist in Fig. 3 angedeutet und besteht im wesentlichen aus einem 0,25 Zoll Quadratquerschnitt, dessen Ecken um Radien von 0,125 Zoll abgerundet sind, welche in die geraden Seiten übergehen. Es wurde gefunden, daß dieser Nockenfolgeteil eine zufriedenstellende Leistung bei der 0,12 Zoll Schneckenlinie ergibt, welcher aus 0,028 Zoll Federstahldraht mit 30 Windungen pro Zoll gewickelt ist.

Im Betrieb wild die Nockenplatte 29 mit ihrer mittleren Nabe 36 auf die Welle 11 aufgepasst und die Schrauben 32 eingestellt so daß das Potentiometer 17 die Ausgangssignale des Instrumentes abgleicht, während der Raster gedreht wird, wobei keine Proben in den optischen Wegen vorliegen, so daß die unvermeidlichen Abweichungen der Strahlengleichmäßigkeit des Instrumen- , tes korrigiert werden. Es wurde gefunden, daß die Vervrendung !

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einer Schneckenlinie aus Federstahldraht zu einem robusten und flexiblen Hocken führt dem leicht gefigt werden kann, der jedoch gleichzeitig eine ausreichende Elastizität aufweist, um sich in der erforderlichen Weise zu strecken, wenn er ausser Paralellität zu der Ebene der Platte 29 verstellt wird. Hinzu kommt, daß die Schneckenlinie eine durchgehende Nockenfläche bildet, welche keine Schwierigkeiten an Punkten zwischen Bereichen unterschiedlicher Neigung hervorruft. Es hat sich erwiesen, daß das in den Zeichnungen veranschaulichte Instrument bemerkenswert leicht während der Versuche einzustellen ist, was zu den allgemeinen Vorteilen gehört, die durch den neuen Nocken erzielt v/erden.

Obwohl die Erfindung vorstehend unter Bezugnahme auf die Kor- j

rektur von Fehlern in einem Doppelstrahl-Spektrofotometer be- ^:

schrieben wurde ist sie in jeglichen anderen Situationen ver- : vendbar in denen ein flexibler Nocken erforderlich ist.

Sämtliche der in der Beschreib-ung erwähnten und in den Zeich- j nungen erkennbaren technischen Einzelheiten sind für die Er- ; findung von Bedeutung. I

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Claims (11)

1. PATENTANSPRÜCHE

   \\jl Verstellbarer Nocken mit einer Nockenspur veränderbarer j Kontur, dadurch gekennzeichnet, daß die Nockenspur(28)durch eine durchgehende Schraubenlinie aus federndem Stahl oder Wandmaterial gebildet ist.
2. 2. Nocken nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenlinie aus dichtgewundenem Federstahldraht besteht.
3. 3. Nocken nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneckenlinie durch eine Reihe im Abstand zu-einander angeordneter Träger(30)oder(31)gehalten ist.
4. 4. Nocken nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger(30, 3i)auf einer Grundplatte(29)gelagert sind.
5. 5. Nocken nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungen der Träger(3O, 31)von der Grundplatte(29)verstellbar sind.
6. 6. Nocken nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfernungen mittels Schraubeinrichtungen(30a, 30b, 31a) verstellbar sind.
7. 7. Nocken nach Anspruch5, dadurch gekennzeichnet, daß die Träger (30, 31) in Eingriff mit Schrauben (30a, 30b, 31a) stehen, welche kombinierte Lager und Stelleinrichtungen der Träger bilden.
8. 8. Nockenanordnung mit einem Nocken nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Nockenfolgeteil(26)

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   vorgesehen ist.

   ί
9. 9. Nockenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, ' daß der Nockenfolgeteil(26)mit mehr als einer Windung der ί Schneckenlinie in Eingriff steht.
10. 10. Nockenanordnung nach Anpruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenfolgeteil ein quadratisches Profil mit abgerundeten Ecken aufweist.
11. 11. Optisches Instrument mit einem Mechanismus zur Fehlerkorrektur, welches einen verstellbaren Nocken enthält, dadurch ' gekennzeichnet, daß ein Nocken nach einem der Ansprüche 1-7 j vorgesehen ist. j

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