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Beschreibung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine monoaxiale Grob/Fein-Einstelleinrichtung
für ein optisches Gerät, insbesondere ein Mikroskop.
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Zum Fokussieren von Präzisionsgeräten wie beispielsweise Mikroskopen
ist sowohl eine Grob-Einstelleinrichtung als auch eine Fein-Einstelleinrichtung
erforderlich. Die Grob-Einstelleinrichtung ermöglicht dem Benutzer das schnelle
Anheben oder Absenken des Objektträgers oder der Revolveranordnung, um die zu untersuchende
Probe in etwa in eine Lage zur Betrachtung im Brennpunkt zu bringen. Die Fein-Einstelleinrichtung
wird dann gedreht, um eine genaue Fokussierung bezüglich der Probe vorzunehmen.
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Es ist üblich, die Grob- und Fein-Einstelleinrichtungen koaxial anzuordnen,
wobei sie dann trotz der koaxialen Anordnung unabhängig voneinander arbeiten, d.h.
die Drehung des Grob-Einstellknopfes bewirkt eine Drehung der Grob- Einstellachse,
die mechanisch beispielsweise über eine Zahnstangenanordnung mit der Objektträgereinrichtung
verbunden ist. Die Drehung des Grob-Einstellknopfes bewirkt daher eine Grobbewegung
der Objektträgereinrichtung. Wenn jedoch der Fein-Einstellknopf gedreht wird, so
dreht sich die Fein-Einstellachse, die ihrerseits direkt mechanisch, jedoch getrennt
von der Grob-Einstelleinrichtung mit der Objektträgereinrichtung verbunden ist.
Das bedeutet, daß trotz der koaxialen Anordnung von Grob- und Fein-Einstelleinrichtungen
zwei vollständige und getrennte Einstelleinrichtungen benötigt werden, um die Grob-und
die Feineinstellung zu bewirken.
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Es ist auch bereits bekannt, eine monoaxiale Grob/Fein-Einstelleinrichtung
zu verwenden (US-PS 3 019 105), in
der eine einzige Zahnstangenanordnung
für die Grob- und die Fein-Bewegung vorhanden ist. Die Drehung des Grob-Einstellknopfes
wird direkt in eine Grob-Bewegung des einstellbaren Elementes, etwa der Objektträgereinrichtung
umgewandelt. Die Drehung de s des Fein-Einstellknopfes bewirkt eine Drehung eines
Exzenters, der seinerseits ein Stirnrad dreht. Das Stirnrad kämmt mit einem Paar
Sonnenräder, von denen eines am Knopf und das andere an der Einstellachse befestigt
ist. Die Sonnenräder haben unterschiedliche Zähnezahlen. Eines der Sonnenräder wird
angetrieben und das andere wird stationär gehalten. Infolge des Unterschiedes zwischen
diesen beiden Zahnrädern läßt sich der Grad der Feineinstellung steuern. Die bekannte
Einstelleinrichtung benötig.t jedoch Zahnräder, die teuer in der Herstellung sind,
und es müssen enge Toleranzen eingehalten werden, um die gewünschten Ergebnisse
zu erzielen.
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Ferner ist bei dieser Einstelleinrichtung keine Möglichkeit zum Ausschalten
des Spiels vorhanden.
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Eine andere bekannte, koaxial aufgebaute Grob/Fein-Einstelleinrichtung
(US-PS 3 019 707) enthält ein auf der Grob- Einstellachse befestigtes Schneckenrad,
das ein an der Objektträgereinrichtung befestigtes Ritzel direkt antreibt. Die Fein-Einstellachse
weist eine Mutter auf, die in Eingriff mit dem Grob-Schneckenrad steht, und eine
Drehung der Fein-Einstellachse bewirkt eine lineare Bewegung der Mutter, so daß
ein Fein-Einstellung durchgeführt werden kann.
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Eine weitere bekannte Grob/Fein-Einstelleinrichtung für ein Mikroskop
(US-PS 3 768 885) enthält ein mit einer bewegbaren Revolveranordnung verbundenes
Gestänge, das in direktem Eingriff mit einer drehbaren Nocken scheibe steht. Die
Nockenscheibe wird von einem Untersetzungsgetriebe angetrieben, um eine Feineinstellung
zu er-
reichen. Zur Erzielung einer Grobeinstellung werden die Nockenscheibe
und das Getriebe beide gedreht. Das Untersetzungsgetriebe weist mehrere Zahnräder
und Ritzel in einem Getriebegehäuse auf, und derartige Zahnräder und Ritzel sind
teuer in der Herstellung und der Montage. Um eine zuverlässige Funktion zu erreichen,
müssen die Zahn, räder und die Ritzel mit engen Toleranzen hergestellt werden, wodurch
weitere Kosten entstehen.
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Es sind weitere Einstelleinrichtungen bekannt (US-PS 3 135 817, US-PS
3 260 157), die Nockenscheiben und Gestänge aufweisen, bei denen die Nockenscheibe
zur Grob-Einstellung direkt gedreht und zur Fein-Einstellung axial verlagert wird.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfach aufgebaute und zuverlässig
arbeitende Grob/Fein-Einstelleinrichtung für ein optisches Gerät, insbesondere ein
Mikroskop zu schaffen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe dient eine monoaxiale Grob/Fein-Einstelleinrichtung,
bei der bei Drehung sowohl des Grob-Fokussierknopfes als auch des Fein-Fokussierknopfes
entweder direkt oder indirekt eine Achse gedreht wird, die das einzustellende Teil,
etwa eine Objektträgereinrichtung oder eine Revolveranordnung hebt oder senkt.
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Durch Drehung des Grob-Fokussierknopfes wird eine Grob-Fokussi.erachse
direkt gedreht, während- bei Drehung des Fein-Fokussierknopfes ein Paar Rollen gedreht
wird, die in Reibeingriff mit einer Fein-Fokussierachse stehen. Die Rollen werden
von Wellen gehalten, die sich in Schlitzen in der Grob- Fokussierachse befinden.
Die Wellen werden außerdem von einem Lagerring am Grob-Fokussierknopf gehalten.
Wenn daher die Fein-Fokussierachse gedreht wird, werden auch die Rollen gedreht,
und dadurch erfolgt eine
planetenartige Bewegung der Wellen um die
Fein-Fokussierachse. Somit dreht sich die Einstellachse, mit der die Wellen gekoppelt
sind, um einen Betrag, der proportional der Drehung des Fein-Fokussierknopfes ist.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
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Figur 1 zeigt in einem Teilschnitt eine Grob/Fein-Einstelleinrichtung.
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Figur 2 zeigt eine Ansicht in Richtung der Pfeile 2-2 aus Figur 1,
wobei der Fein-Einstellknopf zur Verdeutlichung entfernt ist.
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Figur 3 zeigt teilweise weggebrochen in einer perspektivischen Darstellung
die Grob- und Feinachsen.
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Die Grob/Fein-Einstelleinrichtung 10 ist am Gestell 12 eines optischen
Gerätes 14, etwa eines Mikroskopes befestigt. Die Einstelleinrichtung 10 enthält
einen Grob-Fokussierknopf 16, eine Grob-Fokussierachse 18, einen Fein-Fokussierknopf
20, eine Fein-Fokussierachse 22 und eine Antriebsrollenanordnung 24. Auf der Grob-Fokussierachse
18 ist eine Nockenscheibe 26 befestigt, die in Eingriff mit einem Nocken 28 steht,
der seinerseits in üblicher, nicht dargestellter Weise mit einem bewegbaren Teil,
etwa einer Revolveranordnung oder eines Objektträgers (nicht gezeigt) verbunden
ist.
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In einer Öffnung 32 des Gestells 12 ist ein Lagerhaltebund 30 befestigt,
der einen Ansatz 34 mit einer Bohrung 36 aufweist, die die Grob-Fokussierachse 18
drehbar aufnimmt. Der Grob-Fokussierknopf 16 weist eine Öffnung 38
auf,
die, wie in Figur 1 gezeigt, drehbar über den Ansatz 34 paßt. Zwischen der Fläche
42 des Lagerhaltebundes 30 und der Fläche 44 des Grob-Fokussierknopfes 16 befindet
sich ein Friktionsscheibe 40. Eine Feder- und Scheibenanordnung 46 mit einen Paar
Scheiben 45 und 47 und einer Feder 49 ist über den Ansatz 34 gepaßt und steht in
Eingriff mit der Innenfläche 48 des Knopfes 16. Der Ansatz 34 hat einen Gewindebereich
50, auf den eine geschlitzte Mutter 52 derart aufgeschraubt ist, daß sie die Feder-und
Scheibenanordnung 46 zusammendrückt, wodurch der Grob-Fokussierknopf 16 gegen die
Friktionsscheibe 40 gepreßt wird. Ist die gewünschte Reibung zwischen dem Knopf
16 und der Friktionsscheibe 40 erreicht, wird eine Stellschraube 44 angezogen, die
die Mutter 52 auf dem Ansatz 34 verriegelt.
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Die Grob-Fokussierachse 18 wird von der Bohrung 36 des Lagerhaltebundes
30 aufgenommen und weist eine Bohrung 56 auf, deren Durchmesser geringfügig größer
ist als der Durchmesser der Fein-Fokussierachse 22. Wie insbesondere Figur 3 zeigt,
hat die Grob-Fokussierachse 18 einen vergrößerten Endbereich 57 mit Schlitzen 58
und 60, die parallel zur Längsachse 62 verlaufen. Ein zweiter Satz Schlitze 64,
65 ist in der Grob-Fokussierachse 18 quer zu den Schlitzen 58 und 60 ausgebildet.
Die Fein-Fokussierachse 22 ist in die Bohrung 56 der Grob-Fokussierachse 18 eingepaßt
und durch Preßsitzlager gehalten, von denen das Lager 66 in den Figuren 1 und 3
gezeigt ist. Wie den Figuren 2 und 3 zu entnehmen ist, befinden sich gegenüberliegende
Flächenbereiche der Achse 22 in den Schlitzen 64 und 65.
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Die Antriebsrollenanordnung 24 weist ein Paar Reibräder 68 und 70
auf, die jeweils auf einer Welle 72 bzw. 74 befestigt sind. Die Welle 72 ist verschiebbar
im Schlitz 58 der Grob-Fokussierachse 18 angeordnet, so daß sich das
Reibrad
68 in der Aussparung bzw. im Schlitz 64 befindet und sich an der Fein-Fokussierachse
22 abstützt, wie dies am deutlichsten in Figur 2 zu erkennen. Entsprechend befindet
sich die Welle 74 verschiebbar im Schlitz 60 und das Reibrad 70 im Schlitz 65, wobei
das Reibrad 70 sich an der Fein-Fokussierachse 22 abstützt (Figur 2). Ein Antriebsring
76 mit abgeschrägter Öffnung 78 ist an der Innenfläche 80 des Grob-Fokussierknopfes
16 befestigt.
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Die Wellen 72, 74 haben jeweils abgeschrägte Nuten 82, 84, die in
Eingriff mit -der abgeschrägten Öffnung 78 des Antriebsringes 76 stehen. Benachbart
zur abgeschrägten Nut 82 ist in der Welle 72 eine gewölbte Kerbe 82 und entsprechend
in der Welle 74 benachbart zur Nut 84 eine gewölbte Kerbe 88 ausgebildet.
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Eine Haarnadelfeder 90 (Figur 2) mit Schenkeln 92, 94 ist auf die
Grob-Fokussierachse 18 aufgesetzt. Das gekrümmte Ende 96 des Schenkels 92 erstreckt
sich in die Nut 86 (Figur 1), und entsprechend wird das gekrümmte Ende 98 des Schenkels
94 von der Nut 86 aufgenommen. Die Feder 90 übt auf die Wellen 72 und 74 eine radiale
Kraft aus, wodurch diese gegen die Abschrägung 78 des Antriebsringes 76 und gegen
die Schlitze 58 und 60 der Grob-Fokussierachse 18 gedrückt werden. Dadurch wird
Spiel in der Anordnung vermieden.
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Ein zweites Paar gekrümmter Nuten 100, 102, ist in den Wellen 72,
74 vorhanden. Wie am besten in Figur 2 zu erkennen ist, ist eine zweite Haarnadelfeder
104 mit.
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schlaufenförmigem Bereich 106 und Schenkeln 108, 110 mit ihrem schlaufenförmigen
Bereich 106 über einen eine Nut aufweisenden Zapfen 112 geschoben, der am Ende 114
der Grob-Fokussierachse 18 angeformt ist. Der Schenkel 108 stützt sich an der Nut
100 und der Schenkel 110 an der Nut 102- ab. Die Haarnadelfeder 104 erzeugt eine
nach
unten im wesentlichen in Richtung auf die Längsachse 62 des
Gerätes gerichtete Kraft, um die Reibräder 68 und 70 in Eingriff mit der Fein-Fokussierachse
22 zu halten.
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Der Fein-Fokussierknopf 20 hat eine Bohrung 113, die im Schiebesitz
auf das Ende 114 der Fein-Fokussierachse 22 aufgesetzt ist. Der Knopf 20 ist mittels
einer Stellschraube 116 an der Fein-Fokussierachse 22 befestigt.
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Im Betrieb bewirkt die Drehung des Grob-Fokussierknopfes 16 eine direkte
Drehung der Grob-Fokussierachse 18. Wie Figur 1 zeigt, ergibt die Drehung des Knopfes
16 eine Drehung des Antriebsringes 76, und die Wellen 72 und 74, die von der Feder
90 gegen den Antriebsring 76 gedrückt werden, drehen sich ebenfalls. Durch die Drehung
der Wellen, die in den Schlitzen 58 und 60 gehalten sind, erfolgt eine Drehung der
Grob-Fokussierachse 18. Die Nockenscheibe 26, die auf der Grob-Fokussierachse 18
befestigt ist, dreht sich direkt und bewegt den Nocken 28 sowie die mit ihm verbundene
Einrichtung.
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Um eine Feinkokussierung zu erhalten, wird der Knopf 20 gedreht, der
die Achse 22 dreht. Die Reibräder 68'und 70, die in Eingriff mit der Achse 22 stehen,
werden deshalb ebenfalls gedreht, und die Wellen 72 und 74 drehen sich zusammen
mit den Reibrädern 68 und 70. Da die Wellen in Eingriff mit dem Antriebsring 76
stehen und in den Schlitzen 58 und 60 gehalten sind, verursacht ihre Drehung eine
Drehung der Grob-Einstellachse 18. Weil der Grob-Fokussierknopf 16 durch Reibschluß
am Gestell 12 befestigt ist, dreht er sich nicht, wenn der Fein-Fokussierknopf 20
gedreht wird. Der Antriebsring 76 bleibt ebenfalls stationär, so daß bei Drehung
des Fein-Fokussierknopfes der Grob-Fokussierknopf unbewegt bleibt und die Reibräder
und Wellen sich planetenartig um die Fein-
Fokussierachse drehen.
Die Grob-Fokussierachse 18 wird daher proportional zur Drehung des Fein-Fokussierknopfes
20 bewegt und eine Feineinstellung erreicht.
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Wie den Figuren zu entnehmen ist, sind keine Anschläge zur Begrenzung
der Drehung des Fein-Fokussierknopfes und der Fein-Fokussierachse vorhanden. Falls
sich ein Widerstand ergibt, rutschen die Reibräder 68 und 70 auf der Fein-Fokussierachse
22, so daß die Wirkung einer Sicherheitskupplung erreicht wird. Es ist daher auch
nicht erforderlich, einen Anschlag vorzusehen. Dadurch ergibt sich der erhebliche
Vorteil, daß die Grobeinstellung nicht zurückgestellt zu werden braucht, falls die
für die Feineinstellung zur Verfügung stehende Bewegung nicht ausreicht, um eine
Fokussierung zu erreichen. Die beschriebene Fein-Einstelleinrichtung kann gegebenenfalls
benutzt werden, um die einzustellende Vorrichtung über den gesamten Bereich zu bewegen.
Falls irgendein Widerstand auftritt, ergibt sich ein Rutschen der Antriebsrollenanordnung
24.