DE3344833A1 - Stelleinrichtung fuer die drehbare revolveranordnung eines optischen geraetes, insbesondere eines mikroskops - Google Patents

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Stelleinrichtung für eine mehrere Objektive enthaltende Revolveranordnung eines optischen Gerätes, insbesondere eines Mikroskops, durch- welche eine wiederholte genaue Ausrichtung jedes der Objektive mit der optischen Achse des Gerätes sowie eine reibungsfreie Drehung der Revolveranordnung beim Ob-. jektivwechsel möglich ist. Darüber hinaus ermöglicht die Stelleinrichtung die Verwendung als elektrischer Schalter für das optische Gerät.

Typischerweise soll die Revolveranordnung eines

Mikroskops, die mehrere Objektive enthält, eine wiederholte genaue Ausrichtung des gewählten Objektivs bezüglich der optischen Achse ermöglichen, sollte eine formschlüssige Verriegelungsverbindung der Revolveranordnung, gegeben sein, wenn das gewählte Objektiv bezüglich der optischen Achse ausgerichtet ist, sollte ein geringes Drehmoment erforderlich sein, um die Revolveranordnung zum Objektivwechsel zu drehen, und sollte der Aufbau der Revolveranordnung und der zugehörigen Stelleinrichtung möglichst einfach sein, um niedrige Fertigungs- und Wartungskosten zu erhalten.

Das dauernde Problem einer formschlüssigen und genauen Ausrichtung jedes Objektivs bezüglich der optischen Achse des Gerätes wurde in der Vergangenheit schon auf unterschiedlichste Weise gelöst.

So ist es bekannt (US-PS 2 656 759), eine Verriegelungseinrichtung vorzusehen, die sich zwischen einen stationären Haltearm bzw. Tubusträgerarm und der drehbaren Revol-

veranordnung eines Mikroskops befindet. Diese Verriegelungseinrichtung weist einen abgerundeten Knopf auf, der von einer ebenen, am Haltearm befestigten Feder in Eingriff mit der Umfangskante der Revolveranordnung gedrückt wird. Der Aufbau aus Knopf und Feder wirkt als Verriegelungsteil, wenn flache Riegelvertiefungen erreicht werden, die in der Kante der Revolveranordnung ausgebildet sind.

Ein ähnlicher Aufbau ist beispielsweise in der US-PS 2 621 563 beschrieben.

Diese vorbekannten Einrichtungen haben im wesentlichen die gleichen Nachteile. Die Verriegelungseinrichtung weist in jedem Fall ein an einer Blattfeder befestigten, nicht drehbaren Knopf bzw. eine Kugel auf, der bzw. die in Eingriff mit einer entsprechend geformten Fläche der Schale der Revolveranordnung gedrückt wird. An der Fläche sind mehrere erhöhte Rampen ausgebildet, so daß bei Drehung der .Schale der Revolveranordnung der Knopf bzw. die Kugel in Eingriff mit den Rampen kommt. Die weitere Drehung der Schale verformt die Feder, und der Knopf bzw. die Kugel gleitet entlang der Rampe bis sie die Riegelvertiefung erreicht, wo der Knopf bzw. die Kugel von der Feder in die Riegelvertiefung gedrückt wird. Das Gleiten des Knopfes bzw. der Kugel entlang der Fläche der Revolver anordnung bewirkt eine unerwünschte Reibung, die darüber hinaus zu einem Abrieb führt. Die Reibung und der

Abrieb wurden bisher in Kauf genommen, da bessere Lösungen fehlten.

Diese Einrichtungen haben den weiteren Nachteil, daß der

Benutzer häufig ein größeres Drehmoment auf die Revol-35

veranordnung- ausüben muß, als erforderlich, wodurch die

Revolveranordnung über das gewünschte Objektiv hinaus verdreht wird. Dies hat seine Ursache darin, daß die Verdrehung der Schale der Revolveranordnung zwischen den Riegelvertiefungen sehr einfach möglich ist, während der Reibungswiderstand im Bereich der Riegelvertiefung deutlich merkbar wird. Um diesen Reibungswiderstand zu überwinden, übt der Benutzer ein erhöhtes Drehmoment aus, was häufig zu einer Überdrehung führt, weil die Punktberührung zwischen dem Knopf bzw. der' Kugel und der flachen Rastvertiefung nicht ausreicht, um die Drehbewegung der Revolveranordnung zu stoppen.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtung (US-PS.

2 656 759) besteht in seiner externen Befestigung, so daß "1 5

sie Staub und anderen Verschmutzungen ausgesetzt ist, durch die sich zusätzliche Reibung und ein verfrühter Abrieb ergeben.

Es ist ferner bereits eine Stelleinrichtung bekannt (US-PS 2 565 419), bei der ein Federarm an der Innenwand des Revolvergehäuses eines Mikroskops befestigt ist und eine kleine Rolle' trägt, die in Eingriff mit einer von mehreren V-förmigen Schlitzen besteht, die im Umfang des Trägers ausgebildet sind. Bei Drehung des Trägers wird die Rolle vom Schlitz nach außen gedrückt und rollt entlang des Trägerumfangs.

Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß sich die fluchtende Ausrichtung bezüglich der optischen Achse nur sehr schwer erreichen läßt, da die Rolle und die sie tragende Achse genau konzentrisch zueinander befestigt werden müssen, d.h. Fehler zwischen der Ausrichtung der Rolle und ihrer Achse werden auf den Träger übertragen, wodurch nicht zu akzeptierende Fehler in der optischen Ausrich-

tung entstehen. Diese Einrichtung hat den weiteren Nachteil, daß die Rolle klein ist und daß entsprechend auch der V-förmige Schlitz klein sein muß,' wodurch ein Überdrehen des Trägers eintreten kann. Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtung ist darin zu sehen, daß sich lediglich ein Punktkontakt zwischen der Rolle und den Schlitz ergibt. Da die Rolle drehbar an der Feder befestigt ist, kann sie außerdem leicht aus dem Schlitz

herausgedrückt werden, etwa durch unbeabsichtigte Stöße 10

auf den Träger.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die vorstehend beschriebenen Nachteile zu vermeiden.

Die Erfindung betrifft eine Stelleinrichtung für ein optisches Gerät, insbesondere ein Mikroskop mit einer mehrere Objektive aufnehmenden Revolveranordnung. Sie enthält ein Rad und ein Positionierelement. Das Rad ist drehbar an einem elastischen Element, etwa einer Feder befestigt, während das Positionierelement, das geringfügig größer ist als das drehbare Rad, fest an dem elastischen Element angebracht ist. Das elastische Element ist an der Halterung bzw. dem Tubusträger des Gerätes befestigt.

Ein Flansch an der Schale der bezüglich der Halterung bzw. des Tubusträgers drehbaren Revolveranordnung, weist

mehrere Rastvertiefungen auf. Die Anzahl der Rastvertie-30

fungen entspricht im allgemeinen der Anzahl der Objektivaufnahmeöffnungen in der Revolveranordnung. Die Feder ist so an der Halterung befestigt, daß das Rad in Eingriff mit dem Flansch der Revolveranordnung steht. Wird die Revolveranordnung gedreht, so rollt das Rad entlang des Flansches, bis Eingriff mit einer Rastvertie-

fung hergestellt ist. An dieser Stelle drückt die Feder das Rad nach unten in die Rastvertiefung hinein. Da das feste Positionierelement einen größeren Durchmesser hat als das drehbare Rad, wird das Positionierelement dadurch in Eingriff mit der Rastvertiefung gebracht und bewirkt wegen seiner festen, unverdrehbaren Anordnung eine formschlüssige Verriegelung, durch ' die sichergestellt wird, daß das der Rastvertiefung zugeordnete Objektiv fest und genau bezüglich der optischen Achse ausgerichtet wird. Um einen Objektivwechsel vorzunehmen, braucht der Benutzer lediglich ein ausreichendes Drehmoment auszuüben, so daß das federbelastende Positionierelement aus der Rastvertiefung herausgedrückt wird. Ist dies erreicht, steht das drehbare Rad in Eingriff mit dem Flansch, und es ist eine im wesentlichen drehmomentenfreie Drehung der Revolveranordnung möglich.

Die Objektive können wiederholt gewechselt werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß die engen Toleranzen, die zur genauen Ausrichtung bezüglich der optischen Achse erforderlich sind, verloren gehen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, kann die 25

Stelleinrichtung auch als elektrischer Schalter für das

Gerät benutzt werden. Durch Isolierung der Feder und des drehbaren Rades gegenüber der Halterung bzw. dem Tubusträ- . ger, der Revolver anordnung und dem festen Teil, kann ein OQ Stromkreis unterbrochen werden, wenn das isolierte Rad in Eingriff mit der nichtisolierten Revolveranordnung kommt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
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Figur 1 zeigt einen Teilschnitt durch eine drehbare Revolveranordnung für ein optisches Instrument, etwa ein Mikroskop, wobei die Stelleinrichtung in einer Lage in einer Rastvertiefung in der Revolverschale zu erkennen ist.

Figur 2 zeigt in einer Darstellung ähnlich Figur 1 die Revolveranordnung in einer gedrehten Stellung und die Stelleinrichtung außerhalb der Rastvertiefung .

Figur 3 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch die Stelleinrichtung .

Figur 4 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch die Stelleinrichtung entlang der Linie 4-4 aus Figur 2.

Figur 5 zeigt verkleinert in einer Darstellung ähnlich Figur 4 die Verstelleinrichtung in einer Rastvertiefung.

Ein optisches Gerät 10, etwa ein Mikroskop hat einen Tubusträger 12 und eine drehbar an ihm befestigte Revolveranordnung 14. Der Tubusträger 12 weist eine Öffnung 16 auf, in der im Preßsitz . eine Buchse 18 mit Innengewinde 2 0 befestigt ist. Die Schale 22 der Revolveranordnung 14 hat eine Mittelbohrung 24 mit abgeschrägtem Sitz 26. Om die Schale 22 am Tubusträger 12 zu befestigen, ist ein Bolzen 28 in die Mittelbohrung 24 eingesetzt und in das Innengewinde 2 0 der Buchse 18 eingeschraubt (Figur 1). Auf der Buchse 18 ist verschiebbar eine Buchse 30 mit einem Flansch 32 befestigt. Zwischen dem Flansch 32 und dem abgeschrägten Sitz 26 ist in der Bohrung 24 ein

Lagerring 34 angeordnet, auf dem von einer zwischen dem Kopf 37 des Bolzens 26 und dem Flansch 32 angeordneten Schraubenfeder 36 Druck ausgeübt wird. Die Schale 22 hat eine spanabhebend bearbeitete Fläche 39, die ein Lager 38 aufnimmt, das in bekannter Weise einstellbar am Tubusträger 12 befestigt ist, wie beispielsweise in der vorstehend erwähnten US-PS 2 656 759 beschrieben.

-|q Die Schale 22 weist mehrere Gewindebohrungen 40 auf, und in jede dieser Bohrungen 4 0 sind Objektive, etwa die Objektive 42 und 42' eingepaßt. Die Objektive können beispielsweise eine Vergrößerung von 2,5 bis 100 haben. Die Schale 22 hat außerdem einen Flansch 44 mit mehreren

,κ Rastvertiefungen 46, wobei die Anzahl der Rastvertiefungen gleich der Anzahl der in der Schale 22 ausgebildeten Bohrungen 40 für Objektive ist.

Die Stelleinrichtung 48 hat, wie ani. deutlichsten in

2Q Figur 3 zu erkennen ist, eine Blattfeder 56, ein festes Teil 58 und drehbares Rad 60. Die Blattfeder 56 ist an der Fläche 50 des Tubusträgers 12 befestigt und durch eine Anordnung . aus Schraube und Mutter 52 und einer isolierenden Scheibe 54. gegenüber diesem isoliert (Figuren 1 und 2). Das feste Teil 58, das vorzugsweise aus rostfreiem Stahl besteht, ist mittels einer Maschinenschraube 62 undrehbar an der Feder 56 befestigt. · Das drehbare Rad 60, das ebenfalls vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt wird, ist gegenüber der Feder 56 isoliert und unter Zwischenschaltung von Scheiben 64 und 66 aus isolierendem Material, etwa Kunststoff am nicht drehbaren Teil 58 angebracht. Die Scheiben sind zwischen der Feder 56 und dem Teil 58 gehalten. Das Teil 58 und das Rad 60 sind versetzt mit der Feder 56 verbunden, wobei das Rad 60 sich zwischen der Feder 56 und dem Teil

58 befindet. Zwischen den isolierenden Scheiben 64 und 66 und dem Rad 60 befindet sich ein geringer Freiraum (nicht gezeigt), um eine Drehung zu ermöglichen.

Aus Figur 1 ergibt sich, daß bei fluchtender Ausrichtung des Objektivs 42 der Revolveranordnung 14 mit der optischen Achse 64 des Gerätes 10 die Blattfeder 56 der Stelleinrichtung 48 das feste Teil 58 und das Rad 60 in einer der Rastvertiefungen 46 der Schale 22 hält. Da, wie sich aus den Figuren 3 und 5 ergibt, das Teil 58 einen geringfügig größeren Durchmesser als das Rad 60 hat, steht nur das Teil 58 in Eingriff mit der Rastvertiefung 46. Der Radius der Rastvertiefungen 46 (Figuren 4 und 5)

ist so gewählt, daß er etwa demjenigen des festen Teils 15

58 entspricht, wodurch sich eine Linienberührung und nicht nur eine Punktberührung ergibt. Der von der Blattfeder 56 über das Teil 58 auf den Schlitz 46 ausgeübte Druck hält die Revolveranordnung 14 mit dem gewünschten Objektiv fest in seiner Lage.

Um einen Objektivwechsel vorzunehmen, braucht die Schale 22 lediglich um die Achse des Gewindebolzens 28 gedreht zu werden. ■ Hierzu muß jedoch das feste Teil aus der Rastvertiefung 46 herausgedrückt werden, in. dem es sich befindet. Ein auf die Schale 22 ausgeübtes, ausreichendes Drehmoment bewirkt eine Verbiegung der Blattfeder 56, so daß sich das Teil 58 nach oben aus der Rastvertiefung 46 herausbewegen kann. Aus Figur 2 erkennt man, daß durch

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das Verbiegen der Blattfeder 56 der Winkel wirksam geändert wird, unter dem das Teil 58 und das Rad 60 zur Fläche 67 des Flansches 44 verlaufen. Insbesondere biegt das Verschwenken der Feder 56 die Stelleinrichtung 48,

wodurch das Rad 60 in Eingriff mit der inneren Fläche 67 35

des Flansches 44 kommt. Wird die Schale 22 weitergedreht, so rollt das Rad 60 im wesentlichen ohne Reibung entlang der Fläche 67.

Ist die Schale ausreichend weit gedreht, um das nächste Objektiv in eine in etwa fluchtende Lage mit dem Rad 60 zu bringen, so preßt der von der Blattfeder 56 ausgeübte Druck sowohl das Rad 60 als auch das Teil 58 in die

diesem Objektiv zugeordnete Rastvertiefung 46. Wie be-10

reits erwähnt, ist das Teil 58 etwas größer als das Rad 60, so daß, wie am deutlichsten in Figur 5 zu erkennen ist, das Teil 58 in Eingriff mit der Rastvertiefung kommt und sich in diese einpaßt.

Der von der Blattfeder 56 über das Teil 58 gegen die Begrenzung der Rastvertiefung 4 6 ausgeübte Druck führt zu einem sicheren, formschlüssigen Eingriff, so daß ein versehentliches Anstoßen der Schale keine Veränderung der Lage bewirkt. Dieses Merkmal ist auch deshalb vorteilhaft, weil jede Raststellung einen formschlüssigen Eingriff ergibt und die Wahrscheinlichkeit, daß die Schale über das gewünschte Objektiv hinaus verdreht wird, verringert ist. Ist jedoch das feste Teil 58 außer Eingriff mit

der Rastvertiefung 46 gebracht, so läßt sich die Schale 22 sehr leicht und mit einem minimalen Drehmoment verdrehen.

Da das feste Teil 58 und das drehbare Rad 60 vorzugsweise 30

aus rostfreiem Stahl bestehen, haben sie besonders gute Abriebeigenschaften. Dies ist insbesondere deshalb wichtig, um eine Reproduzierbarkeit der Einstellung für zahllose Drehungen der Schale zu erreichen. Dies führt zu einer dauerhaften optischen Justierung des Gerätes.

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Dadurch daß die Feder 56 und die Rolle 60 gegenüber dem Tubusträger' 12 isoliert werden, kann die Stelleinrichtung 48 als Schalter, etwa für elektrische Funktionen des Gerätes 10 verwendet werden. Befestigt man beispielsweise an der Blattfeder mittels Schraube und Mutter 52 eine spannungsführende Leitung 68 und erdet die Revolveranordnung 22 über den Bolzen 28 und den Tubusträger 12, so ergibt sich ein geschlossener Stromkreis, wenn das nicht-"*° isolierte Teil 58 in Eingriff mit einer Rastvertiefung 46 steht, d.h. es fließt Strom von einer elektrischen Spannungsquelle über die Leitung 68, die Blattfeder 56, das Teil 58, die Schale 22 und den Tubusträger 12 nach Erde.

Wird die Schale 22 um den Bolzen 28 gedreht, steht das 15

Rad 60 in Eingriff mit der Flanschfläche 67. Da das Rad 60 isoliert ist, wird der Stromfluß unterbrochen. Auf diese Weise wirkt die Stelleinrichtung 48 als Steuerschalter für den Stromfluß zu dem jeweils betroffenen Teil des Gerätes.

Claims (8)

Patentansprüche

1.j Stelleinrichtung für ein bezüglich einer Halterung eines optischen Gerätes, insbesondere eines Mikroskops drehbares Element zur fluchtenden Ausrichtung eines von mehreren, am drehbaren Element befestigten Objektiven bezüglich der optischen Achse des Gerätes, dadurch gekennzeichnet, daß an der Halterung (12) drehbar ein erstes Teil (22) befestigt ist/ das einen Flansch (44) mit mehreren am Umfang verteilten Rastvertiefungen (46) aufweist, daß an der Halterung (12) benachbart zum ersten Teil ein Federelement (56) befestigt und an diesem drehbar zum drehenden Eingriff mit dem Flansch (44) zwischen dem Rastvertiefungen (46) ein zweites Teil angebracht ist, und daß

am Federelement nichtdrehbar Positioniermittel (58) für den Eingriff mit den Rastvertiefungen (46) befestigt sind, so daß bei Drehung des ersten Teils (22) das zweite Teil entlang dem Flansch (44) rollt bis eine Rastvertiefung (46) erreicht ist und das Federelement (56) das Positionierteil (58) in Eingriff mit dieser drückt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1,- dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teil (60) und die Positioniermittel (58) koaxial gegeneinander versetzt am Federelement (56) befestigt sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Teil (60) und das Positioniermittel (58) kreisförmig sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des zweiten Teils (60) kleiner ist als der der Positioniermittel (58).

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvertiefungen (46) im Flansch (44) zur Aufnahme und zur Halterung des zweiten Teils (60) ausgebildet sind. ·

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rastvertiefungen (46) einen an den Durchmesser des zweiten Teils (60) angepaßten Radius haben.

7. Stelleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine elektrische Leitungsanordnung zum Schließen eines Stromkreises bei Eingriff des Posi-

tioniermxttels (58) mit einer Rastvertiefung (46) und zum Unterbrechen des Stromkreises bei Eingriff des zweiten Teils (60) mit dem Flansch (44).

8. Stelleinrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Isolierung zwischen erstem Teil (22) und Halterung (12) bei Eingriff des zweiten Teils (60) mit dem Flansch (44).